探究性學(xué)習(xí)在美國《科學(xué)探索者》教材上的體現(xiàn)

摘 要：美國《科學(xué)探索者》教材選擇貼近生活的各種實(shí)驗(yàn)活動，為探究性學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)了良好的情境，以“課題”為主線，將探究性學(xué)習(xí)和知識學(xué)習(xí)融為一體，利用各種欄目潛移默化的訓(xùn)練學(xué)生的探究性思維，這對我國新一輪教材編寫和一線教師利用探究性學(xué)習(xí)策略進(jìn)行教學(xué)具有一定的啟發(fā)。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探索者 探究性學(xué)習(xí) 教材編寫

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-9795（2013）04（b）-0153-02

倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)作為新課程理念，是教材編寫的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是廣大一線教師面臨的重要課題。作為美國最具權(quán)威的研究性學(xué)習(xí)材料《科學(xué)探索者》，其在探究性學(xué)習(xí)部分的編寫特點(diǎn)具有極好的參考價(jià)值。為此本文嘗試總結(jié)《科學(xué)探索者》的生物分冊，即《從細(xì)菌到植物》《細(xì)胞與遺傳》《人體生理衛(wèi)生》《環(huán)境科學(xué)》4本教材在探究性學(xué)習(xí)上的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，為一線教師開展探究性學(xué)習(xí)和我國科學(xué)教材的設(shè)計(jì)與開發(fā)提供一些有益的借鑒與啟示。

1 貼近生活的內(nèi)容選擇，激發(fā)學(xué)生的探究興趣

探究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)學(xué)生真正的深入到探究知識的過程中，提出各種問題，這就要求教材和教學(xué)在探究性活動的整個過程中能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)，即學(xué)習(xí)興趣，而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的一個重要方法就是提取與現(xiàn)實(shí)生活密切聯(lián)系的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)良好的情境。

該套教材以學(xué)生為主體，以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)材料大多來自生活。如“眼見為實(shí)嗎”實(shí)驗(yàn)采用的材料是報(bào)紙、照片、放大鏡等；“生物為什么千變?nèi)f化”只需要一把尺子、10顆葵花籽、放大鏡。其次，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容充分體現(xiàn)STS，如“做一次班級調(diào)查”通過讓學(xué)生統(tǒng)計(jì)全班學(xué)生幾個顯性性狀和隱性性狀數(shù)目的活動，掌握孟德爾的遺傳定律；與現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)相關(guān)的內(nèi)容，如生活實(shí)驗(yàn)室欄目設(shè)計(jì)的“有罪，還是無罪”讓學(xué)生體驗(yàn)DNA指紋法是怎樣為破案提供證據(jù)的。實(shí)驗(yàn)的組織形式不僅有師生、生生的多樣化合作，也有學(xué)生與家長共同完成的“家庭小實(shí)驗(yàn)”，如“在家長的指導(dǎo)下，根據(jù)烹調(diào)書上的配方用酵母自制面包。向你的家人講解是什么使面包團(tuán)膨脹的。在烤完面包后，再把它切開觀察，找一找發(fā)酵的證據(jù)”。

貼近生活的內(nèi)容選擇，加上以學(xué)生為主體的教材語言，拉近了知識與學(xué)生之間的距離，使知識的學(xué)習(xí)和現(xiàn)實(shí)生活密切的聯(lián)系在一起，讓學(xué)生體驗(yàn)學(xué)以致用的喜悅，能很好的激發(fā)和保持學(xué)生的探究興趣。

2 巧妙的探究性活動設(shè)置，將教材串成整體

科學(xué)探究要求教材必須滿足學(xué)生在短時間內(nèi)學(xué)到學(xué)科的基本知識和基本技能，整個過程應(yīng)該有利于學(xué)生的知識建構(gòu)。美國《科學(xué)探索者》教材很好地處理了探究性學(xué)習(xí)與知識學(xué)習(xí)之間的關(guān)系。該套教材在每章首頁設(shè)置了“課題”并以此為主線。針對該課題，首先呈現(xiàn)的是圍繞該課題以各種問題出現(xiàn)的“課題準(zhǔn)備”，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行思考，明確要研究的問題并做出假設(shè)，其次是課題總目標(biāo)，下設(shè)各級分目標(biāo)，讓學(xué)生明確探究任務(wù)和操作方法[3]。每節(jié)知識的學(xué)習(xí)作為完成課題的必要條件，知識內(nèi)容根據(jù)“課題”各個步驟完成所需的知識而層層深入，同時，每節(jié)開頭作為課前的思考和探索的“探索”一欄針對本節(jié)所學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)動手操作小實(shí)驗(yàn)，很好的創(chuàng)設(shè)了情景，激發(fā)學(xué)生的探究興趣。學(xué)生在“課題”任務(wù)的驅(qū)動下通過自學(xué)或教師講解主動的獲取知識，這種知識比教師的單方面言語傳授要更深刻，更易于內(nèi)化。教材在相應(yīng)節(jié)的“復(fù)習(xí)”欄目對學(xué)生“課題”完成的進(jìn)度進(jìn)行檢查，在章末設(shè)置的“學(xué)習(xí)評估”起到全程監(jiān)控和即時有效測評學(xué)生課題完成情況的良好作用，保證學(xué)生在學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的同時有序的完成課題。這種設(shè)計(jì)使“課題”成為每個章節(jié)內(nèi)容的一部分，是正文陳述性內(nèi)容的深度嵌合，與正文構(gòu)成了統(tǒng)一整體。

如《細(xì)胞與遺傳》第一章“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能”的課題為“雞蛋—— 一個細(xì)胞”。首先確定該課題目標(biāo)：用一枚雞蛋作為細(xì)胞模型，觀察各種物質(zhì)是怎樣進(jìn)出細(xì)胞的。為完成這個課題，教材將這一總目標(biāo)分解為小目標(biāo)即：（1）把一枚生雞蛋依次浸入食醋、水、食用色素、鹽水和你自己選擇的一種液體中，然后觀察它所發(fā)生的變化；（2）每天測量雞蛋的周長，并把你的數(shù)據(jù)繪制成圖表；（3）試著解釋雞蛋發(fā)生變化的原因。其次通過課題準(zhǔn)備，開始實(shí)驗(yàn)前的預(yù)測：把生雞蛋在食醋里浸泡兩天后將發(fā)生什么變化？浸泡在其他液體中又會有怎樣的變化？找一個不受干擾的地方來放置雞蛋，然后開始你的雞蛋實(shí)驗(yàn)。相應(yīng)的每節(jié)內(nèi)容設(shè)置為第一節(jié)：細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)；第二節(jié)：觀察細(xì)胞的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；第三節(jié)：構(gòu)成細(xì)胞的化合物；第四節(jié)：細(xì)胞與環(huán)境。通過各節(jié)的“檢查進(jìn)度”欄保證實(shí)驗(yàn)的有序進(jìn)行：第一節(jié)知識點(diǎn)講授后檢查學(xué)生將雞蛋浸入食醋中至少兩天后，測量其周長所得的數(shù)據(jù)；第二節(jié)課后檢查學(xué)生將雞蛋放入水、食用色素等不同液體中測量的周長數(shù)據(jù)和雞蛋外觀變化的描述；第四節(jié)課后檢查學(xué)生將數(shù)據(jù)繪制成圖表得出結(jié)論而整理出來實(shí)驗(yàn)報(bào)告。最后在本章的學(xué)習(xí)評估中讓學(xué)生展示自己的雞蛋并告訴大家他的結(jié)果。

由此可見，美國教材將來自于生活的“課題”滲透到各個章節(jié)，使每節(jié)知識內(nèi)容的學(xué)習(xí)都是為了完成該探究性活動服務(wù)，它將知識學(xué)習(xí)和探究性活動很好的融合在一起，極大的提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。同時，對于課題的完成，教材按照提出課題—— 課題目標(biāo)—— 課題準(zhǔn)備—— 檢查進(jìn)度—— 總結(jié)的方式設(shè)計(jì)符合人類認(rèn)識問題的一般規(guī)律，采用潛移默化的方式對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育，讓學(xué)生在不知不覺中掌握解決問題的方法，提高解決問題的能力，這種設(shè)計(jì)具有較好的教學(xué)意義。

3 全面的欄目設(shè)計(jì)，鞏固探究性學(xué)習(xí)技能

探究性學(xué)習(xí)包含多方面的要求和多種過程的訓(xùn)練，其中包括學(xué)習(xí)者接受觀察、測量、分析數(shù)據(jù)等探究技能以幫助他們解釋和評價(jià)科學(xué)性問題、通過交流、推理等探究技能論證他們所提取的結(jié)論等。所有這些程序性知識的形成需要經(jīng)過反復(fù)訓(xùn)練，多次體驗(yàn)才能得到強(qiáng)化。針對這點(diǎn)，該套教材利用多側(cè)面的欄目設(shè)計(jì)，全面的訓(xùn)練學(xué)生的探究性思維能力。

這些欄目包括學(xué)科探索和跨學(xué)科探索。學(xué)科探索活動都是從每章“課題”和每節(jié)開頭的“思考與探索”這一與現(xiàn)實(shí)生活密切聯(lián)系的生活小實(shí)驗(yàn)開始，如《細(xì)胞與遺傳》第一章“細(xì)胞的結(jié)構(gòu)與功能”的課題為：雞蛋—— 一個細(xì)胞。其相應(yīng)四節(jié)內(nèi)容的課前思考與探索分別為：眼見為實(shí)嗎；細(xì)胞有多大；什么是化合物；分子是怎樣運(yùn)動的。通過這些聯(lián)系生活的探索活動，充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，開始探究性學(xué)習(xí)之路。在具體的探究過程中，教材合理的設(shè)計(jì)了探索技能的專業(yè)訓(xùn)練欄目，包括“增進(jìn)技能、試一試、技能實(shí)驗(yàn)室”和“生活實(shí)驗(yàn)室”，以及教材附錄的“技能手冊”，對包括觀察、推理、分析數(shù)據(jù)、預(yù)測、交流、推理、計(jì)算和得出結(jié)論等一系列探究性技能進(jìn)行遞進(jìn)的分級訓(xùn)練。如觀察技能，在“增進(jìn)技能”中是通過讓學(xué)生在低倍顯微鏡下觀察臨時裝片并與列文虎克觀察到的生物進(jìn)行對比來訓(xùn)練的；在“試一試”中讓學(xué)生對擴(kuò)散現(xiàn)象進(jìn)行觀察，不但強(qiáng)化了觀察技能，同時鞏固了擴(kuò)散這一基本概念；而在“技能實(shí)驗(yàn)室”里學(xué)生可以通過觀察顯微鏡下的生命，進(jìn)一步理解本章學(xué)習(xí)的基本知識、訓(xùn)練觀察技能；最后的“生活實(shí)驗(yàn)室”將課本知識與生活實(shí)際結(jié)合起來，讓學(xué)生了解知識在生活中的應(yīng)用，如“午餐里有什么”這一生活實(shí)驗(yàn)室利用學(xué)生已有的觀察和分析能力，根據(jù)淀粉和脂類的定性實(shí)驗(yàn)，對午餐中的食物樣本進(jìn)行檢查。人性化的“技能手冊”則有利于學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)的過程中查閱相關(guān)技能，很好的體現(xiàn)了STS教育。

跨學(xué)科探索是在學(xué)科探索的基礎(chǔ)上，綜合歷史、社會等學(xué)科進(jìn)行的探索活動，在體現(xiàn)HPS教育的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)探究性學(xué)習(xí)。如“這些細(xì)胞屬于誰”針對一個生物學(xué)與社會有關(guān)的案例展開爭論，包括“病人對他們的細(xì)胞是否擁有權(quán)力、醫(yī)生是否享有使用別人細(xì)胞的權(quán)力”等，利用社會性爭議話題培養(yǎng)學(xué)生辯證思維能力和科學(xué)探究能力。最后，每章復(fù)習(xí)設(shè)計(jì)的豐富習(xí)題是對這些技能進(jìn)行全面的測評，其中包括應(yīng)用技能，如觀察、推理等，以及理性思維能力，包括因果推理、應(yīng)用概念、歸納等。

通過學(xué)科探索中的課題—— 課前思考與探索—— 增進(jìn)技能—— 試一試—— 技能實(shí)驗(yàn)室—— 生活實(shí)驗(yàn)室，以及利用生命科學(xué)史和生物學(xué)中的社會爭議話題，全面的培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，這一能力的培養(yǎng)做到了可測評性和定量評價(jià)，具有很好的借鑒意義。

4 結(jié)語

該套教材將知識融入生活，從現(xiàn)實(shí)生活中提取生物學(xué)知識，在探究性學(xué)習(xí)的整個過程中很好地創(chuàng)設(shè)了問題情境，能夠較好的保持學(xué)生的內(nèi)在動機(jī)，為探究性學(xué)習(xí)的順利開展提供了很好的保障；同時，以課題為主線，將知識的學(xué)習(xí)穿插在課題中進(jìn)行講授，很好的整合了探究性學(xué)習(xí)和知識學(xué)習(xí)的關(guān)系，使教材的各部分融為一體；最后合理而富有邏輯的教材欄目設(shè)計(jì)，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生的探究性思維能力和技能。這些對于我國教材的編寫和一線教師進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)具有很好的啟發(fā)。

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