美国初中科学教科书《科学探索者》“探索活动”体例特色

李宛鸽 董玉芝

摘要：本文将美国初中科学教科书《科学探索者·天气与气候》的“探索活动”分为“实验与操作”、“技术与设计”、“技能与应用”和“图像演示”四种類型，进而分析这本教材的“探索活动”体例注重动手操作和动脑思考，重视技能的过程性培养，并且不同的探索活动具有不同的功能，彰显了《科学探索者》一书“探索”的核心理念。

关键词：美国;初中科学教科书;“探索活动”;体例特色

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）43-0210-02

美国自创立科学课程以来，中学科学教育的理念一直随着社会的需求不断地调整、改变，已经形成了如今重视科学、技术、社会（STS）以及科学教育的大众化思想理念。同时，美国的教科书充分体现出对建构主义学习理论的运用，注重学生探究、动手和实践能力，让学生在体验的过程中建构新知识。《科学探索者》因其“探索科学奥秘、指导研究性学习、知识能力方法并重、动手动脑趣味无穷”的教材特点，逐渐成为美国最权威的研究性学习教材。本文依据浙江教育出版社出版的《科学探索者·天气与气候》（中国版）中的“探索活动”，对其进行分类，讨论该版教科书中“探索活动”体例的特色。

一、美国初中科学教科书《科学探索者》的内容及“探索活动”类型

美国初中科学教科书《科学探索者》由17个分册组成，本文选取《天气与气候》一册进行分析。《科学探索者·天气与气候》共有4个章节。第一章为大气，从身边的空气讲起，介绍了地球上大气的成分、结构，也介绍了大气的气压、气温及其随着海拔、场所和时间的变化而变化的规律和特点，共编写了4节内容。第二章为天气要素，主要内容包括大气的能量及其传递，因气压、气温、风和湿度的差异而促使能量传递，从而引起一系列的天气变化，共编写5节内容。第三章为天气类型，从影响北美天气的角度介绍了锋和气团的运动及类型，风暴的各种类型、形成过程及危害和安全法则，最后介绍了一系列天气系统的预报及如何阅读气象图，共编写3节内容。第四章为气候与气候的变化，主要内容包括以不同地区为例探究影响地区气候的主要因素，从而介绍了各种不同的气候类型、气候带，通过树木年轮、花粉、冰期等探究气候的长期变化及原因，从一些自然现象中发现大气的全球变化及影响，共编写4节内容。

美国初中科学教科书《科学探索者·天气与气候》由16节课程内容组成，其中“课文”内容为教科书的主体，“探究活动”则是教科书的灵魂，就如《科学探索者》的主编M.J.帕迪利亚所说，“探究是科学教育的灵魂，也是《科学探索者》的核心”。本册书有65个活动内容，一般情况下，书中每节课都会包含2～3个“探索活动”内容。结合教科书，根据活动设置的位置、目标和实验场所，这些“探索活动”分为“实验与操作”（包括本章课题、探索活动、试一试、家庭活动）、“技术与设计”、“技能与应用”（包括技能训练、实验室、数学应用）、“图像演示”四种类型，分别为34项、6项、20项、6项。“实验与操作”与“技能与应用”为探究活动的主体。“实验与操作”的活动内容主要是为引发学生课前思考、进行课堂强化及课后巩固而进行的一系列设计好的实验操作。“技术与设计”更强调实验进行的每一步——设计、制作、测试、交流，主要培养学生通过自主学习、探究学习、合作学习的方法解决问题的能力。“技能与应用”部分，顾名思义就是对一些技能的强化训练及一些数学方法的应用。“图像演示”是一些大规模的或者无法用肉眼看见的或者危险的实验或活动的视频或模拟动画的播放，将一些抽象、难以理解的内容具体化、形象化，方便学生理解和记忆。

二、美国初中科学教科书《科学探索者》“探索活动”体例的特色

1.鼓励动手操作，动脑思考，活动形式多样。美国初中科学教科书《科学探索者》中，动手操作的探索活动约有26项，动脑思考的活动约有11项，占探索活动体例总数的56.92%。动手操作的活动主要表现形式为模拟自然现象、验证基本原理、制作实验器械、测量实验数据、调查自然环境等。其中，大多数活动为验证自然的基本原理，如空气有质量吗、空气受热后会怎样变化等;模拟自然现象设置8项，如雾是怎样形成的、制造冰雹、模拟气候条件等;制作实验器械5项，如制作塑料瓶气压计、制作一个风向标等;测量实验数据4项，如测量不同高度的气温、太阳光线与角度等;调查自然环境设有4项，如调查小气候、观察天气等。动脑思考的活动主要是分析图表、总结现象、分析影响等，分别为5项、3项、3项，如美妙的气候统计图、什么是温室效应、地球纬度对气候带的影响等。动手的活动，可以让学生在实验操作中学习知识，并感受到自然的奥妙和地理学习的乐趣;动脑的活动，通过一些图表、自然现象，对学生进行一步步的引导，培养其进行有逻辑的思维。活动形式多样，且贯穿课程内容的始终，会极大地增强学生的学习兴趣。

2.注重“探究活动”过程中技能的培养。美国初中科学教科书《科学探索者》在每节课的课程内容之前，会设置一个探索活动。这项活动不仅用于引起课前思考，激发学生的学习兴趣，更是在每个活动下面设有一个思考题，以培养学生的学习技能，如推理、预测、测量、建立模型、观察、提出假设等。教材将学生所要掌握的技能隐藏在每一个活动中，每一个活动掌握一种技能，同时在“技能与应用”活动中进行专项训练和强化提高，最后在“技术与设计”中对各种技能进行汇总和应用。当所有的技能都能被熟练掌握时，学生不仅学会了技能，在将其整合运用后还形成了各种解决问题的方法。教科书的最后参考资料中，将本册书所提出的所有技能进行了整理分类，形成“技能手册”，包括“像科学家那样思考”、“科学测量”、“科学探究”、“技术设计”、“绘制图表”、“数学工具”和“阅读理解”7种类型的技能总结。由此可以看出，美国科学教育更加强调以技能或者能力的强化和细化，来促进学生对知识的理解和掌握。这也是美国《国家地理课程标准》对美国教科书编写指导作用的体现。

3.“探索活动”具有不同的功能性。美国初中科学教科书《科学探索者》共四章16节课，设置了65项“探索活动”。为了保证课程内容相对均衡，每一章分别设置15～18个不等的“探索活动”，其中“试一试”、“家庭活动”、“技能训练”、“实验室”、“数学应用”和“图像演示”在每章中的数量都有所不同。但在每章之初，都设置了“本章课题”这一活动;在每节课之初，都设置了一个实验探索活动。由此我们发现，由于不同类型的“探索活动”出现在教科书中的时机与位置不同，其具有的地位和作用也不同。例如，每一章、每一节课之前设置的实验与操作的活动内容，用于贯穿整章的探索活动，引发学生的课前思考与探索。“试一试”穿插在课程内容中，其目标在于主要概念的巩固与强化;“家庭活动”设置在课程内容结束后的“巩固”中，内容多是一些与课程有关的在家中的现象发现和探究，旨在让学生进行课后巩固复习;等等。因此，美国初中科学教科书《科学探索者》中的“探索活動”，因其位置的不同具有不同的功能性。

《科学探索者》是秉承着“新课标、新理念、新学法”的思路编写的，因而成为美国初中主流的理科教材。通过对《科学探索者·天气与气候》（丁国莲译版）“探索活动”体例特色的分析，我们认识到，美国初中科学教科书鼓励学生动手实践、动脑思考，书中有很多形式多样的探索活动。这些活动具有不同的功能性，注重在活动的过程中对学生技能的培养，同时重视在探索活动中培养学生解决问题的能力。这对我国中学科学课程教科书的编写提供了一定的借鉴意义。

参考文献：

[1]M.J帕迪利亚.科学探索者;天气与气候[M].丁国莲，译.杭州：浙江教育出版社，2013.

[2]魏志方，李凤月，董玉芝，等.中韩中学课程比较研究[M].北京：中国纺织出版社，2012.

The Exploration Characteristic of American High School Science Textbook–Science Explorer·Weather and Climate

LI Wan-ge，DONG Yu-zhi

（College of Science Yanbian University，Yanji，Jilin 133000，China）

Abstract：The Exploration part of American junior high school science textbook Science Explorer·Weather and Climate is divided into four types，which are experiment and operation，technique and design，skill and practice，and image demonstration. According to it，we can find three characteristics of the Exploration. They pay attention to the development of manipulative ability，thinking ability and technique. And different explorations have different effects. These features express the exploration，which is the key idea of the book.

Key words：America;Junior high school science textbooks;Exploration;Feature.