美国中学生命科学教材围绕生物学核心素养的编排特色

周 洁

(华中师范大学第一附属中学 武汉 430223)

美国中学理科核心教材《Glencoe Science:Introduction to the Life,Earth and Physical Science》是McGraw Hill图书出版公司出版的6～8年级教材。其中，三个系列之一《生命科学》教材再分为：《生命科学·生命的基础》；《生命科学·微生物和植物》；《生命科学·动物》；《生命科学·人体》；《生命科学·生态系统》共5个分册。

《生命科学》教材的内容根据学生的学习过程进行编排，是遵循学生对知识的发现、探索和认知规律，可大致将其分为学习前、学习中和学习后三个不同的阶段，各阶段均设置了丰富类型的板块和栏目。该教材通过设置多样化的板块和栏目类型，将教学内容组织得严谨而有序，也将抽象的科学知识呈现得生动而形象具体，增强了教材阅读体验的趣味性。同时，不同板块和栏目类型的比例设置各有侧重，对学习前和学习后这两个阶段的内容编排尤为重视，相比学习中的板块和栏目设置要更加细化和具体，反映出学生进行自主预习和复习的重要性和必要性。

1 理解认知生命观念

生命观念是生物学核心素养的首要内涵和表现，如何促使学生有效地形成和发展生命观念是生物学科教学中的一个重要议题。在教学活动中，让学生通过观察生命现象来掌握生物学科知识的基本概念，在理解生物学概念的基础上再形成生命观念的概念框架，从而感悟知识中所蕴含的生物学基本思想，如结构与功能、进化与适应、稳态与平衡和物质与能量等，进而加深对生物科学本质的理解。

例如，在《人体》分册第二章第一节“营养物质”中，首先通过开头的“学习聚焦”栏目中的知识小卡片“你会学到什么”告诉学生将学到：区分6种营养物质，鉴别每种营养物质的重要性，解释饮食和健康的关系；然后通过知识小卡片“为什么很重要”告诉学生：如果知道身体每天都消耗了哪些营养物质就可以选择更健康的食物；最后，在文末的“章节回顾”栏目中通过“技能应用”小卡片，让学生解读3种不同类型食物的食品标签上的营养成分信息[1]。这样，就将营养物质、饮食和健康三者结合到一起，利用生物学思想和核心概念来解释具体的事物，从而有助于学生将新知识融入到自己现有的知识框架中，指导和探究生命活动规律并形成生命观念。

此外，在每一章内容结束时，都会通过“学习指南”这个板块再次回顾本章各小节重点知识，并将核心概念制作成一张“形象化概念图”让学生完成填写(图略)，进行知识的整合和梳理，再次强化生物学知识的系统化和概念框架。

2 逐步发展理性思维

通过正确启发学生自己独立思考，合理引导学生与他人进行交流、讨论与反思，从而逐步培养出来的理性思维习惯，需要通过设计并实施合理的教学活动来实现[2]。在这套教材的编写中，教学活动首先被设计放在类型丰富的各大板块中。如“内容导读”“预备活动”和“学习准备”这三个板块均为学生的自主预习阶段而设计，再根据教学内容的特点细化为各种小的栏目来组织和实施。如“内容提要”“导航实验”和“折叠式学习卡”等，从而创设多种学习情境，让学生在情境体验中发现问题、提出问题并解决问题，使学生的理性思维得到逐步发展。

例如，在《动物》分册开头的“内容导读”这一板块，用一个生动有趣的事例“动物与飞机的关系”作为本书的导入部分，启发学生思考教材即将探讨的主题，并进一步通过“内容提要”这一栏目提示每章所含各小节的学习要点。再以第一章“动物学入门”一节为例，在“预备活动”这一板块中：首先，通过栏目“导航实验”让学生动手参与实验来比较动物界中的三种不同类型的对称性，初步认识到动物界所包含的多种多样的群体既有相似的特征也有不同的适应性。然后，设计了栏目“折叠式学习卡”让学生亲自制作知识小卡片，帮助学生区分不同类群动物的主要特征从而理清学习思路。接着，在“学习准备”这一板块中，让学生通过“阅读与理解”“思考与讨论”和“应用与总结”这三个步骤学会辨别动物的对称性及其他特征，并推断是否将其细分到具有共同主要特点的某一动物类群中[3]。

整套教材共涉及预测、联想、概括和确定因果关系、对比和比较、推论、做笔记和问与答等多种理性思维方式的训练。

3 掌握科学探究方法

本套教材对实验环节尤为重视，编排了不同类型和难度的实验活动，在每一章结束时均设有“实验室”这一板块，在每本教材之后也对应每章内容设置了“家庭实验室”栏目。同时，在每一节正文当中也有“迷你实验”这一栏目。此外，在每一章开头的“预备活动”板块和正文部分中也设有“科学日记”“科学在线”和“科学统计”栏目训练学生的科学思维，提供一些科学方法的资源供学生学习。在“实验室”板块中一般包括现实中的问题、实验过程(如形成假设、验证假设和分析数据等)和结论与应用三个步骤，引导学生从现实情境出发，体验科学情境，再回到熟悉的情境中去。

例如，在《人体》分册第三章第一节“循环系统”中的实验室板块，就是让学生利用秒表测量和比较自己及搭档分别在静息时和慢跑后的脉搏速率。然后，通过“交流你的数据”这一栏目让学生进行讨论和反思，进而归纳出生物学知识的本质和规律[1]。“家庭实验室”栏目则是让学生回到家中利用一些来自厨房、院子或商店的常见材料甚至是废品进行简单的科学实验探究活动。而“迷你实验”栏目则一般包括实验过程和分析两个部分，通过创设一些简单易操作的情境，利用一些日常用品甚至是借助自己行为来模拟复杂的科学实验步骤。如迷你实验“推断你心脏的工作强度”，实验过程仅包括三个步骤：①握紧拳头并观察它的尺寸；②将拳头放在一碗水中，先放松再握紧使得水能够从拇指和食指之间挤出；③持续挤压保持3 min并记录每分钟挤压的次数[1]。

通过参与不同层次的实验活动，学生的认知方式和探究过程从简单过渡到复杂，从而逐渐形成生物学的逻辑推理和思维方法。

4 承担实践社会责任

从经合组织的“人与社会”、欧盟的“融入社会与胜任工作”和美国的“生活与职业技能”到我国的“社会责任”，核心素养的内涵都强调了“社会”这一层面，因而在生物学科的实际教学过程中对于学科核心素养的培养也必须要包含社会参与和社会责任在内。《生命科学》这套教材注重生物科学与社会、生活及其他学科之间的联系，重视跨情境的体验和跨学科的交融，将不同学科知识进行迁移和应用，教会学生利用生物学的知识联系解决社会和生活中的实际问题。在教材的编排上，每一节正文中均设有一个栏目“结合职业”或“结合其他学科”，其他学科包括物理、化学、地球科学、环境科学、天文学、数学、社会科学、历史、文学和艺术等。

例如，在《生态系统》分册第三章第三节“水生生态系统”一节中，在“结合职业”这一栏目中就介绍一位环境保护作家蕾切尔·卡逊在美国渔业与野生动物管理局做了15年编辑后辞职改行写作的事迹，其代表作“寂静的春天”就是警示人们关注长期滥用杀虫剂的后果，向社会大众普及自己的环境保护知识及对自然界的热爱[4]。教材将生物学科的教学与社会中不同职业和学科知识相联系，而不只是限定于生物学科知识本身，正是训练学生基于对生物学的认识参与社会事务并尝试解决社会生活中的生物学问题的能力。再如《人体》分册一书在各章节通过介绍人体生理系统相关的疾病与健康失调的问题，倡导学生主动向他人宣传健康生活、关爱生命等相关知识[1]。

生物学科要教会学生正确看待人与自然的关系，热爱并尊重自然，合理利用自然资源，倡导绿色的生活方式，让社会实现可持续发展。