依據(jù)學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn) 提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

胡柳蔚

據(jù)《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》精神和要求，在分析和總結(jié)浙江教育出版社2001年版初中《科學(xué)》教材（以下簡(jiǎn)稱“2001年版《科學(xué)》”）在10年實(shí)施過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和所取得的成效的基礎(chǔ)上，充分考慮初中段學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)，圍繞提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)的課程總目標(biāo)，浙江教育出版社對(duì)2001年版《科學(xué)》進(jìn)行全面修訂，出版了2012年版初中《科學(xué)》教材（以下簡(jiǎn)稱“2012年版《科學(xué)》”）。筆者有幸參與了此次教材的修訂工作，現(xiàn)將修訂內(nèi)容總結(jié)為以下幾個(gè)特征，以饗讀者。

一、優(yōu)化教材的結(jié)構(gòu)體系

自然界是統(tǒng)一的整體，學(xué)生對(duì)自然的認(rèn)識(shí)也應(yīng)具有整體性。2012年版《科學(xué)》以新修訂的《初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》為依據(jù)，整合生命科學(xué)、物質(zhì)科學(xué)、地球與宇宙等三個(gè)領(lǐng)域的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從“物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”——從相對(duì)靜態(tài)地描述自然界的圖景開始，逐步過(guò)渡到可觀察的“運(yùn)動(dòng)和變化”“相互作用”，以及較為抽象的“結(jié)構(gòu)與功能”“轉(zhuǎn)化與平衡”“發(fā)展與和諧”等動(dòng)態(tài)地描述自然界的圖景，形成了以“存在的自然—演化的自然—人與自然”為主線的結(jié)構(gòu)體系。這樣的結(jié)構(gòu)體系不僅避免了不同學(xué)科領(lǐng)域之間知識(shí)的重復(fù)，更重要的是可以幫助學(xué)生從相互聯(lián)系和發(fā)展的角度深入地理解科學(xué)，建立開放型的科學(xué)知識(shí)結(jié)構(gòu)，深化對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境之間相互聯(lián)系的認(rèn)識(shí)，更好地理解科學(xué)的本質(zhì)，有利于學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和科學(xué)。

2012年版《科學(xué)》力求適度地呈現(xiàn)統(tǒng)一的概念和原理，梳理并提煉出不同章節(jié)所要呈現(xiàn)的核心概念以及學(xué)習(xí)主題，然后把它們結(jié)構(gòu)化、邏輯系統(tǒng)化，這樣，學(xué)生獲得的知識(shí)才有條理、有層次，便于知識(shí)的遷移。例如，2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)的學(xué)習(xí)主題是“物質(zhì)系統(tǒng)的層次”，教材安排了“觀察生物”“人類的家園——地球”“物質(zhì)的特性”三章內(nèi)容的學(xué)習(xí)：“觀察生物”闡述了“生物體的結(jié)構(gòu)與層次”；“人類的家園——地球” 闡述了“地球的結(jié)構(gòu)與層次”；“物質(zhì)的特性”闡述了“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與層次”。這些內(nèi)容的編排采用由近及遠(yuǎn)、由宏觀到微觀的呈現(xiàn)方式，讓學(xué)生建構(gòu)出一個(gè)比較有層次性的物質(zhì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖像，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

二、關(guān)注知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系

教材內(nèi)容的編排力求順應(yīng)學(xué)生的心理特點(diǎn)和發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)學(xué)科內(nèi)在邏輯與學(xué)生認(rèn)識(shí)邏輯的統(tǒng)一。例如，2012年版《科學(xué)》對(duì)“地球和宇宙”的編排進(jìn)行了適當(dāng)調(diào)整，即對(duì)2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“地球與宇宙”和七年級(jí)下冊(cè)第4章“不斷運(yùn)動(dòng)的地球”進(jìn)行了重新整合，將這兩章內(nèi)容中與地球概況有關(guān)的教學(xué)內(nèi)容（包括地球形狀、地球儀和地圖、組成地殼的巖石、泥石流、地殼變動(dòng)和火山地震、地球表面的板塊、地形和表示地形的地圖等）調(diào)整在一起，形成2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“人類家園——地球”；將這兩章內(nèi)容中與地球與太陽(yáng)系、地球與宇宙相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容（太陽(yáng)與月球、地球的運(yùn)動(dòng)、地球與月球、探索宇宙等）調(diào)整在一起，形成2012年版《科學(xué)》七年級(jí)下冊(cè)第4章“地球與宇宙”。這樣的調(diào)整體現(xiàn)了科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的認(rèn)識(shí)特點(diǎn)，關(guān)注學(xué)科知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)，有利于學(xué)生認(rèn)識(shí)知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系，符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)。

2012年版《科學(xué)》在知識(shí)內(nèi)容的編排上，更加符合知識(shí)的內(nèi)在邏輯順序。例如，2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第2章“觀察生物”內(nèi)容的編排順序?yàn)椤吧锱c非生物的區(qū)別—常見的動(dòng)物—常見的植物—細(xì)胞—顯微鏡下的各種生物（單細(xì)胞生物、細(xì)菌和真菌、組織）—生物體的結(jié)構(gòu)層次（器官、系統(tǒng)）—生物的適應(yīng)性和多樣性”，這樣的編排是按照“個(gè)體—細(xì)胞—個(gè)體”的邏輯順序展開，不利于學(xué)生形成知識(shí)的內(nèi)在邏輯結(jié)構(gòu)。基于初中學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)接觸過(guò)許多動(dòng)物、植物的內(nèi)容，已經(jīng)有許多關(guān)于動(dòng)物、植物的感性認(rèn)識(shí)，2012年版《科學(xué)》將這一內(nèi)容編排順序調(diào)整為“生物的基本特征（生物與非生物的區(qū)別）—細(xì)胞—組織—器官—系統(tǒng)—個(gè)體—常見的動(dòng)物—常見的植物—物種的多樣性（單細(xì)胞生物、多細(xì)胞生物）—物種多樣性的保護(hù)”。這樣的內(nèi)容編排順序，使“物質(zhì)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次”得到了明顯體現(xiàn)，也使內(nèi)容之間的關(guān)系更加合理，有利于學(xué)生知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)的形成。

三、注重學(xué)生的已有生活經(jīng)驗(yàn)

初中學(xué)生正處在從具體形象思維向抽象邏輯思維過(guò)渡的階段。因此，教材內(nèi)容的呈現(xiàn)應(yīng)關(guān)注從具體到抽象、從特殊到一般的認(rèn)識(shí)過(guò)程，從學(xué)生身邊熟悉的事物出發(fā)，從科學(xué)現(xiàn)象與事實(shí)入手，創(chuàng)設(shè)教材情境，注重與學(xué)生生活的聯(lián)系。2012年版《科學(xué)》在內(nèi)容的呈現(xiàn)上注重從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，聯(lián)系學(xué)生的生活，選擇學(xué)生熟悉的生活和科技情景作為教材的素材，注意用生動(dòng)形象的事物激發(fā)學(xué)生的興趣和動(dòng)機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)、主動(dòng)探究，用科學(xué)理論與方法理解或解釋周圍的事物，用科學(xué)方法解決身邊的問(wèn)題。這樣的呈現(xiàn)方式，符合初中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，讓學(xué)生感受到科學(xué)就在身邊，感知科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)作用，培養(yǎng)學(xué)生從身邊現(xiàn)象探究科學(xué)規(guī)律、將科學(xué)知識(shí)與生活實(shí)踐相聯(lián)系的探究能力。例如，2012年版《科學(xué)》七年級(jí)下冊(cè)“對(duì)環(huán)境的察覺(jué)”中，介紹看不見的光時(shí)，從電視機(jī)遙控器引入，用紅外線探測(cè)器、紅外線照相機(jī)、紅外線夜視儀、紅外線制導(dǎo)來(lái)說(shuō)明紅外線的作用，用紫外線驗(yàn)鈔機(jī)、紫外線殺菌等來(lái)說(shuō)明紫外線的作用。這樣的教材素材與學(xué)生的生活密切結(jié)合，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)背景，引導(dǎo)學(xué)生從生活和自然中學(xué)習(xí)科學(xué)，強(qiáng)化“從生活到科學(xué)、從科學(xué)到社會(huì)”的課程理念。在這一章中，還安排了學(xué)生熟悉的生活和自然現(xiàn)象，如喝酒后不能駕車、分析蟬是怎樣發(fā)聲的、土電話、助聽器、次聲波、超聲波、聲源的分貝數(shù)、彩虹、海市蜃樓、數(shù)碼照相機(jī)等，作為學(xué)生學(xué)習(xí)的素材，讓學(xué)生感受到科學(xué)無(wú)時(shí)不在。

2012年版《科學(xué)》在內(nèi)容的選取上，也力求反映科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要成果和科學(xué)思想。例如，在2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)中，選取了“激光測(cè)距儀、導(dǎo)航和數(shù)字地圖、我國(guó)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、鐵礦的形成和利用、汶川地震、防治泥石流的工程措施、火箭發(fā)射塔下的導(dǎo)流槽、航天器的盔甲——燒蝕材料”等與當(dāng)代科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境有關(guān)的內(nèi)容作為教材素材，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)社會(huì)的促進(jìn)作用，關(guān)注與科學(xué)技術(shù)有關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，關(guān)注科學(xué)技術(shù)應(yīng)用所帶來(lái)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)參與意識(shí)和社會(huì)責(zé)任心。

四、分散學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)

2001年版《科學(xué)》在使用過(guò)程中，師生們反映有些章的內(nèi)容學(xué)習(xí)難點(diǎn)過(guò)于集中，不利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。2012年版《科學(xué)》對(duì)難點(diǎn)過(guò)于集中的“生活中的水”“地球與宇宙”等章進(jìn)行了分散難點(diǎn)處理。如將“生活中的水”一章中四個(gè)難點(diǎn)知識(shí)：密度、壓強(qiáng)、浮力、溶解度分散到三章來(lái)學(xué)習(xí)，即將密度移到七年級(jí)上冊(cè)第4章“物質(zhì)的特性”中學(xué)習(xí)，將水的壓強(qiáng)移到七年級(jí)下冊(cè)第3章“運(yùn)動(dòng)和力”中學(xué)習(xí)，將水的組成、水的浮力、物質(zhì)在水中的發(fā)散、物質(zhì)在水中的溶解、物質(zhì)在水中的結(jié)晶、水的利用和保護(hù)等內(nèi)容仍然放在八年級(jí)上冊(cè)第1章學(xué)習(xí)，分散了學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。2001年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第3章“地球與宇宙”也是學(xué)生感覺(jué)較難理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容，2012年版《科學(xué)》的處理方法是讓學(xué)生先在七年級(jí)上冊(cè)學(xué)習(xí)“人類的家園——地球”，讓學(xué)生從認(rèn)識(shí)地球入手，著眼于地球表層的物質(zhì)構(gòu)成特點(diǎn)、物質(zhì)的變化規(guī)律，再在七年級(jí)下冊(cè)學(xué)習(xí)“地球與宇宙”，這樣相對(duì)延遲了“觀測(cè)太空、月相、日食和月食”等難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)時(shí)間，較好地順應(yīng)學(xué)生認(rèn)知的發(fā)展。

五、增強(qiáng)教材的可讀性

2001年版《科學(xué)》為了突出學(xué)生學(xué)習(xí)的探究性，把教材中的一些活動(dòng)（探究、實(shí)驗(yàn)）過(guò)程、結(jié)論等留成空白，希望學(xué)生通過(guò)活動(dòng)（探究、實(shí)驗(yàn)）來(lái)填寫完整。大多數(shù)師生反映教材文字量過(guò)少，不利于學(xué)生的閱讀，也給學(xué)生的課前預(yù)習(xí)和課后復(fù)習(xí)帶來(lái)了極大的麻煩。2012年版《科學(xué)》通過(guò)比較幽默風(fēng)趣的語(yǔ)言、增加各種顏色的插圖、圖像更加真實(shí)化，或?qū)⑷宋锟ㄍɑ?、安排了大量的閱讀材料等，增強(qiáng)教材的可讀性。2012年版《科學(xué)》還對(duì)一些學(xué)生比較難理解的知識(shí)搭建必要的“腳手架”。例如在探究“凸透鏡成像規(guī)律”之前，先讓學(xué)生完成“凸透鏡成像”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到凸透鏡能夠成像，并初步認(rèn)識(shí)物距與像距的概念，這樣教材做了合乎情理的鋪墊和引導(dǎo)，學(xué)生對(duì)“凸透鏡成像規(guī)律”的探究就能夠自主展開。教材還通過(guò)增加實(shí)例的方式幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)。例如在學(xué)習(xí)超聲波和次聲波的知識(shí)時(shí)，增加了“蝙蝠利用次聲波捕食”“大象利用次聲波交流”“用超聲波檢查胎兒的發(fā)育情況”等實(shí)例。這些實(shí)例，不但有利于學(xué)生的閱讀，開拓知識(shí)面，而且也讓學(xué)生將知識(shí)的學(xué)習(xí)與實(shí)際相聯(lián)系。

六、遵循循序漸進(jìn)的原則

2012年版《科學(xué)》在具體的知識(shí)學(xué)習(xí)中也盡可能遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。例如，在七年級(jí)下冊(cè)第1章“代代相傳的生命”一章內(nèi)容呈現(xiàn)時(shí)，盡可能地遵循由近及遠(yuǎn)、由表及里、由淺入深的認(rèn)知規(guī)律。教材從學(xué)生熟悉的人的生殖和發(fā)育過(guò)程引出動(dòng)植物的生命周期和生殖的概念，從介紹各種生物的典型生殖方式后再概括生殖的類型和特點(diǎn)，從了解種子的結(jié)構(gòu)和萌發(fā)過(guò)程、花的結(jié)構(gòu)等知識(shí)后到形成植物生殖和生命周期的概念等。在展開內(nèi)容時(shí)，注重動(dòng)手操作、動(dòng)腦思考和實(shí)踐應(yīng)用等情境的創(chuàng)設(shè)，有利于學(xué)生對(duì)有關(guān)知識(shí)的領(lǐng)悟和遷移，實(shí)現(xiàn)從感性認(rèn)識(shí)逐步上升到理性認(rèn)識(shí)。

又如，2012年版《科學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)第2章的“檢索表”，采用螺旋式遞進(jìn)的發(fā)生編排學(xué)習(xí)內(nèi)容，不但要求學(xué)生學(xué)會(huì)檢索表的使用，而且要求學(xué)生學(xué)會(huì)初步制作簡(jiǎn)單的檢索表。教材從三個(gè)層次來(lái)編制檢索表的學(xué)習(xí)：第一個(gè)層次是在介紹脊椎動(dòng)物時(shí)，出現(xiàn)了用圖的形式表達(dá)的檢索表，也出現(xiàn)了由圖轉(zhuǎn)換后的文字形式表達(dá)的完整的檢索表，讓學(xué)生初步認(rèn)識(shí)二歧分類方式的檢索圖和文字形式檢索表；第二個(gè)層次是在介紹無(wú)脊椎動(dòng)物時(shí)，則要求在無(wú)脊椎動(dòng)物“檢索圖”的基礎(chǔ)上，模仿脊椎動(dòng)物檢索表的轉(zhuǎn)換方式，補(bǔ)充完成無(wú)脊椎動(dòng)物檢索表；第三個(gè)層次是在介紹植物分類時(shí)，既要求補(bǔ)充完善植物分類的“檢索圖”，還要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)分類標(biāo)準(zhǔn)，制作文字形式的植物檢索表。這樣的編排既考慮了知識(shí)內(nèi)容之間的銜接，也考慮了學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的螺旋式上升過(guò)程的特點(diǎn)。

教材中科學(xué)知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展是一個(gè)動(dòng)態(tài)的變化過(guò)程。在教材編寫過(guò)程中，對(duì)科學(xué)知識(shí)的邏輯體系進(jìn)行科學(xué)合理重建，使之符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和學(xué)習(xí)心理特點(diǎn)，就能大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，減輕學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，提升科學(xué)素養(yǎng)。