基于科学本质观的中美生物教材比较及启示

张利双　叶佳

科学本质培养在科学教育中占据着越来越重要的位置，而高中阶段的生物学课程作为一门重要的科学课程，对提高学生的科学本质观有至关重要的作用。最新课程标准的制定将以提高学生的核心素养为主要方向，这就要求学生需要了解科学本质。学习生物课程有利于学生理解自然界，认识科学本质。科学本质的内涵在随着社会科技的不断发展中被学者们逐渐补充和完善，而科学本质观，即人们对科学本质的认识也随着科学本质的内涵的不断完善而不断变化。不同的学者对科学本质观提出了不同的内涵，其中建构主义的科学本质观得到了大多数学者的认识。

尽管目前对于国内生物教材中隐含的科学本质观已有学者进行一定的分析，但多是对于科学史部分的分析，对整本教材内容进行分析的较少。对美国教材中体现的科学本质观进行分析后，将中美教材进行比较的也不多见。下面选取中美教材中的几章节内容，参考刘健智的3个维度的科学本质观对其中体现的科学本质观进行分析对比，旨在为我国的教材编写提供一定的参考。

1研究方法与比较材料

采用内容分析法和比较法，参考刘健智的维度分类和丁嘉琦的研究，构建3个维度以及每个维度的不同因素（表1），对美国高中主流理科教材——《科学发现者：生物·生命的动力》（中册）和我国的人教版《生物必修2·遗传与进化》教材中体现科学本质观的内容进行对比分析（表2）。

2内容的对比分析

本文中的科学本质观共为3个维度，每个维度中包含若干个因素。对于每个因素，在刘健智对各因素做出的简单解释的基础上，对部分因素又加了一些适当的解释（表3）。此外，在分析的操作过程中，认定教材内容是否体现该科学本质观的某一因素时，只要教材中出现关键词或者内容所包含的意思有隐含着该因素的解释，即认定它体现了该维度中的某一因素。

2.1对三个维度体现情况的对比（表4）与分析

通过对比分析发现，中国教材体现的科学本质观的三个维度的总数超过了美国教材，此外各维度的频次也均超过了美国教材。并且中美两国教材都是科学探究本质这一维度的频次最多，其次是科学知識本质，最少的为科学事业本质。

2.2对3个维度中各因素的体现情况的对比（表5～表7）与分析

对比两国教材发现，中国教材体现的各因素的次数均多于美国教材。在科学知识本质维度上，中国教材在累积性这个因素上体现最多，其次是公开性；美国教材在认识性上体现最多，其次是累积性和重复性；但局限性上两者均没有体现。在科学探究本质维度上，美国教材的归纳性因素体现的最多，其次是实证性和预见性；中国教材中实证性和创造性体现最多，其次是归纳性和非固定性，最少的为非绝对客观因素。在科学事业本质维度上，美国教材中体现最多的因素为科学、技术与社会，其次为科学家身份，中国教材中科学家身份这一维度体现最多，其次是科学、技术与社会；但科学与道德上两者均为有体现，科学共同体因素均体现较少。

3结论与建议

3.1教材需要加强科学本质观各维度的体现

从整体上看，我国教材对科学本质观的三个维度均有体现，但仍存在不足。例如，科学知识本质和科学事业本质这两个维度体现相对较少，科学事业本质这个维度的体现最少。在编写教材过程中，建议加强对科学知识本质和科学事业本质的内容。

3.2教材需要加强科学本质观各薄弱因素的体现

从各因素来看，首先是科学知识本质方面，局限性对于两者教材内容均未体现，局限性是指科学有时候不能回答或解释出完全正确的答案，如信仰问题。另外中国教材的重复性因素不多，教材可以加入科学家得出一些科学理论后，其他学者重复该实验过程也得出相同结果的案例，以此来进一步帮助学生理解得到科学理论的实验过程是可以重复进行的。此外，若能有简单的实验指导学生操作，重复科学家进行科学研究的过程，学生将更好地理解该因素，提高学习效果。

在科学探究本质这个维度上，中美教材中均体现最少的非绝对客观性这一因素。教材需要增加对这一因素的关注。美国教材中有一处体现了非绝对客观性：第17章的“与数学的综合”这一栏目。该处提到达尔文在孟德尔进行豌豆实验的同时也在进行着实验——收集金鱼草的数据，但他最后没有获得成功，因为他缺少孟德尔的统计知识。孟德尔对大量的数据进行统计，最后得到了遗传规律，这就是科学家自身的因素对科学研究造成的影响。而在中国的教材的相同内容处，教材仅用为什么其他学者未获得成功这一问题带过，未深入介绍其他科学家的相关内容。此外，中国教材对于归纳性这一因素虽有体现，但也需适当加强。科学知识常常起源于观察，对观察的结果进行归纳后得出科学知识。教师要强调归纳能力，从而于提高学生对平常事物的观察意识及总结归纳能力。

科学事业本质的维度，教师中国教材中“科学、技术与社会”这一因素频次较多，要继续保持甚至可以再加强体现。近二三十年来，STS（科学、技术与社会）教育一直是研究的热点，旨在让教师理解三者间的关系，并正确认识科学的价值，培养具有良好科学本质观的人才。但需要注意，在编写教材时，“科学、技术与社会”这一因素要体现最新的科学进展，并要加强教材中STS教育的连贯性和一致性，可加入讨论栏目，让学生参与讨论，加强学生情感体验。此外，科学与道德和科学共同体的涉及极少，必须要加强。科学与道德是培育学生正确的科学本质观的关键，教师要积极引导学生形成正确的观念，让科学服务于社会，拒绝违反道德伦理。

3.3合理利用各种栏目的设计体现科学本质观

在分析教材的过程中不难发现，美国教材栏目的设置多于中国教材，比如科学发现、技能实验等，且在栏目中多处发现科学本质观的体现，因此中国教材也可以通过设计多种合理的栏目来加强体现科学本质观。

教材作为教学的工具，在教学活动中起着至关重要的作用。但是仅仅教教材是不够的，目前我国的科学本质观教育多为隐性教育，让学生自己慢慢领悟科学本质观的含义，这样的教育并不利于学生建立正确的科学本质观。教师在教学前就应该挖掘教材中可以利用的内容，进行显性教学。教材的编写也应当加强科学本质观的显性体现，有利于学生深入理解科学本质，养成理性的科学本质观。