美国初中理科教材《科学探索者》学生活动设计的特点分析——以《

美国初中理科教材 科学探索者 学生活动设计的特点分析
###以+从细菌到植物,分册为例
魏丽莉!!山东济宁学院生命科学与工程系!曲阜!"C&%BB"
摘!要!/从细菌到植物0是美国主流理科教材/科学探索者0中的一个分册#教材中的学生活动设计围绕科学探索主题#形成了系
统性)探究性)综合性)生成性)实践性的特点#对我国义务教育生物学教材的编写具有一定的启发和借鉴意义$
关键词!科学探索!生物学教材!学生活动设计!初中生物学
!!美国初中主流理科系列教材/科学探索者0!第三版"与生物学有关的分册主要有/从细菌到植物0/动
物0/细胞与遗传0和/人体生理卫生0$由帕迪利亚主编的/从细菌到植物0'%(不仅图片生动有趣)内容精彩纷呈#更具特色的是基于科学素质培育的丰富多彩的活动设计#能够有效地激发学生的想象力)求知欲#并引领其完全沉浸于生物的世界中#真正实现*科学的探索+#对于我国初中生物学教材的编写具启示性$教材中的学生活动设计具有以下特点%
!"学生活动设计的系统性
从本质上来说#知识的获得源自实践$通过提出问题)收集证据)设计实验)寻求答案#实现知识获得$
/从细菌到植物0遵循这一规律#系统地设计学生活动$全书共分B章#%E节#学生活动共计B&个$整本
教材不仅活动数量较多#平均每节接近"M D个活动#而且层次性非常强$全书由开篇)章到节#分别设计)逐步推进%其中开篇设置一个*疾病侦探揭开了谜底+的探索活动#每章根据主题提出本章主题的学生活动#每节则依次选择安排探索活动)试一试)技能训练)家庭活动)技能实验室等五大类型活动$在每节的活动安排中#探索活动重在引起基本概念的思考#从试一试引导学生自己动手小试#到技能的专门训练#并结合家庭活动的适当拓展激发学生的兴趣#最后技能实验室的科学实验研究#完成了从思考)技能铺垫#最后科学实验的系统转化过程$总之#整本教材学生活动的设计不是丰富教材的*点缀+#而是实现学生学习过程的
*原动力+$丰富的学习机会使得知识的获得不再是被动地接受#而是循序渐进的探索过程#学生可以像科
学家一样获取知识$同时#这种系统化的学生活动设计还注重了把相关知识点连成链#注重其前后联系与衔接#同时又保留了适当的拓展$
#"学生活动设计的探索性
在/美国国家科学教育标准0中#将*探究+定义为科学家用以研究自然界#并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径$探究也指学生用以获取知识)领悟科学的思想观念)领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动'"($然而#有效地实现引导学生理解探究并进入探究的历程#并成为一名科学的探索者乃至一名科学家并不容易$需要恰如其分的主题内容激发学生的兴趣#需要循序渐进的探索过程#更需要严格的基本科学技能训练$/从细菌到植物0通过学生活动的设计实现了这一要求$
例如#教材开篇*疾病侦探揭开了谜底+的探索活动#题目本身就充满吸引力#易激起学生的好奇心#引发学生阅读的欲望$接着教材出示问题%*近来#有一个问题难住了美国科罗拉多州卫生部的研究人员$有
C个孩子突然病了#他们出现腹泻)胃痛)发烧)呕吐等症状$数日后#又有$&人出现了相同的症状$+化验结
果表明所有的患者都感染了沙门氏杆菌!S'4/,:*44'"$沙门氏杆菌是一种以染菌的肉或鸡蛋等食物为媒介传播疾病的细菌$这些孩子又是怎么感染上这种病菌的呢,这实在令人费解$于是科罗拉多州的检疫官员向在美国世界传染病研究中心工作的辛迪.弗莱德曼博士求助11这个探究活动案例的设计#选择孩子身边发生的事件引起儿童的好奇心$又如/从细菌到植物0每一章每一节课前都设计一个贯穿整章和每节探究活动#引发学生的课前思考与探索#激发学生的好奇心和兴趣#使学生不断去探索)发现问题$
激发学生的兴趣只是开始探索活动的第一步#系统化的学生活动安排则真正确保了探究活动的有效实现$例如#教材第%章第%节设计探索活动*它是生物#还是非生物+形成操作性的关于生物的概念#接着试一试通过三种不同刺激的反应进一步理解生物的特性#在介绍完雷迪的对比实验*苍蝇是不可能从腐肉中自发地生成+后#技能训练安排了土豆片失水的设计实验#在完成上述技能学习后#才在技能实验室中安排用面包培养酵母的实验$学生活动的设计前后相关#逐步推进#形成实验链条#确保了探索活动的真正实现和逐步深化$
更为重要的是教材不是停留在简单的探索#而是逐步引导学生进入规范的科学实验$首先#强化科学实验所需的基本技能$教材中*技能实验室+#设计了
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生物学教学"#"#年!第$B卷"第$期
*用面包培养霉菌+*生物之谜+*藻华的发生过程+等技能实验活动#让学生尝试提出问题#参与实验步骤)
观察现象)记录数据)分析和讨论等并且学会控制变量#完成严格的科学实验过程#真正做一名科学的探索者$其次#注重严格的数据分析$教材中丰富的数据分析引导学生将数学引入科学实验#通过严格的数据分析获取结论#才真正实现了从简单探索向科学实验的转化过程$教材后面还附有*技能手册+#像科学家那样思考)科学测量)科学探究)技术设计)绘制图表等关注技能及科学的方法培养$可见#整本教材在看似松散的知识体系中#始终通过学生活动的设计在围绕着*科学探索+的主题进行安排教学内容#这值得国内教材学习和借鉴$
("学生活动设计生成性和差异性
学生活动具有生成性$在学生活动的设计中#基于不同类型学生活动的设计和学生个体的差异性#教材中充分突出了生成性和差异性$从不同活动类型上#如探索活动主要是着力于基本概念的生成#试一试)技能训练则立足于基本能力的生成#家庭活动在于知识的扩展性#技能实验室则是科学实验能力的生成$在每一类型中又充分考虑了学生个体的差异性和知识生成的深度#特别是在技能实验室的活动设计中十分突出$例如#在技能实验室中每个实验的分析和讨论中设置的预测)推理)交流#在进一步探索提出的深入研究的任务和研究方向等#都充分考虑到了学生活动生成个体的差异性#为培养不同层次人才)特别是科学研究人才奠定了基础#这也完全契合了*探索者+的主题设定$
此外#对学生发展具有价值的课题活动本身也是不断生成的$例如#第$章*形形色色的植物+课题活动为*设计和举办一个交流展+#这是贯穿整章的探索活动#本章结束要求成果展示$学生要举办一个交流展#展示一种植物变成一件日用品的过程$准备展览材料#安排展览地点#和同学交流展览方案#根据同学反馈修改展示方案#按照实验安全守则的规定执行方案#组织同学参观等$为了把这个活动办好#活动本身也是不断生成的#学生需要不断扩展#自主地设计活动方案或活动计划$
)"学生活动设计的实践性
/从细菌到植物0的活动设计以学生现实生活和社会实践为基础#强调学生亲身经历#学生积极参与到
各项活动中去#在活动中发现问题和解决问题)体验感受生活#发展学生的实践能力和创新能力$
例如#/从细菌到植物0教材中*试一试+这类活动有助于概念的进一步学习$*技能训练+分别对观察)测量)计算等具体技能进行专项训练$*家庭活动+是在家中进行探究#包括观察生物)厨房分类)可食用的细菌)藻类*寻宝+行动等活动#要求和家人一起做$通过活动学生既学到知识#也培养学生与家人的情感#形成善良的习惯和态度#学会终身生活必备的知识#锻炼动手能力$而*消费者实验室+栏目中的*消毒剂打比拼+#通过学生观察)实验)推理)归纳)比较和对比#控制变量)交流)得出结论&进一步探究#到商店里去观察那些注明*抗菌+的肥皂#它们与其他肥皂的成分有何不同,价格一样吗,请设计一个实验来证明这些产品控制细菌生长的功效$
探究活动与日常生活)学生经历紧密联系#从生活中引入#又为生活所用#即把所学知识运用于实践#能提高学生学习科学的兴趣#改变学生的学习方式#使学生体会到知识的价值#发展学生综合实践能力$而且#如*家庭活动+等能够引导家庭成员共同参与学生活动#对于形成良好的社会氛围具有积极作用#尤其值得借鉴$
*"学生活动设计的综合性
综合理科是世界许多国家教材改革发展的趋势$
"%世纪需要的是具有创新能力的复合型人才#编写综合理科教材是世界许多国家不约而同的选择$让学生
按世界的本来面目去认识它#即从整体上去认识它#而不必一部分一部分孤立地去认识$从教学上看#这种方式可避免知识的重复和割裂#能大大减轻学生的负担$从初中学生年龄特征以及适应经济和社会发展的需要来看#分科教学改为综合理科#更有利于人才的培养$
/从细菌到植物0教材比较注重与物理)化学学科内容的综合$例如#*光合作用与光+一节#设计探索
活动*阳光由哪些单色光组成+#与物理学)化学综合#光合作用实质就涉及到光能!物理现象"转化为化学能
!化学现象"贮存于生物体内的生物能!生物现象"的变化过程$又如第"章第&节*病毒)细菌与健康+与医学
的综合#第&章第"节*藻华+与环境科学的综合$
/从细菌到植物0从活动的综合性特点来看#教材与物理)化学)环境)地球等科学的综合#超越分门别类
的学科界限#旨在着眼于学生的整体发展和全面认识世界$
主要参考文献
'%(廖苏梅#木!村译M科学探索者.从细菌到植物'K(M杭州%浙江教育出版社#"#%CM
'"(戢守志#金庆和#梁静敏#等译M美国国家科学教育标准'K(M 北京%科学技术文献出版社#%EEE%&#M#
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.生物学教学"#"#年!第$B卷"第$期。