基于科學本質觀的中美生物教材比較及啟示

張利雙　葉佳

科學本質培養(yǎng)在科學教育中占據著越來越重要的位置，而高中階段的生物學課程作為一門重要的科學課程，對提高學生的科學本質觀有至關重要的作用。最新課程標準的制定將以提高學生的核心素養(yǎng)為主要方向，這就要求學生需要了解科學本質。學習生物課程有利于學生理解自然界，認識科學本質?？茖W本質的內涵在隨著社會科技的不斷發(fā)展中被學者們逐漸補充和完善，而科學本質觀，即人們對科學本質的認識也隨著科學本質的內涵的不斷完善而不斷變化。不同的學者對科學本質觀提出了不同的內涵，其中建構主義的科學本質觀得到了大多數學者的認識。

盡管目前對于國內生物教材中隱含的科學本質觀已有學者進行一定的分析，但多是對于科學史部分的分析，對整本教材內容進行分析的較少。對美國教材中體現的科學本質觀進行分析后，將中美教材進行比較的也不多見。下面選取中美教材中的幾章節(jié)內容，參考劉健智的3個維度的科學本質觀對其中體現的科學本質觀進行分析對比，旨在為我國的教材編寫提供一定的參考。

1研究方法與比較材料

采用內容分析法和比較法，參考劉健智的維度分類和丁嘉琦的研究，構建3個維度以及每個維度的不同因素（表1），對美國高中主流理科教材——《科學發(fā)現者：生物·生命的動力》（中冊）和我國的人教版《生物必修2·遺傳與進化》教材中體現科學本質觀的內容進行對比分析（表2）。

2內容的對比分析

本文中的科學本質觀共為3個維度，每個維度中包含若干個因素。對于每個因素，在劉健智對各因素做出的簡單解釋的基礎上，對部分因素又加了一些適當的解釋（表3）。此外，在分析的操作過程中，認定教材內容是否體現該科學本質觀的某一因素時，只要教材中出現關鍵詞或者內容所包含的意思有隱含著該因素的解釋，即認定它體現了該維度中的某一因素。

2.1對三個維度體現情況的對比（表4）與分析

通過對比分析發(fā)現，中國教材體現的科學本質觀的三個維度的總數超過了美國教材，此外各維度的頻次也均超過了美國教材。并且中美兩國教材都是科學探究本質這一維度的頻次最多，其次是科學知識本質，最少的為科學事業(yè)本質。

2.2對3個維度中各因素的體現情況的對比（表5～表7）與分析

對比兩國教材發(fā)現，中國教材體現的各因素的次數均多于美國教材。在科學知識本質維度上，中國教材在累積性這個因素上體現最多，其次是公開性；美國教材在認識性上體現最多，其次是累積性和重復性；但局限性上兩者均沒有體現。在科學探究本質維度上，美國教材的歸納性因素體現的最多，其次是實證性和預見性；中國教材中實證性和創(chuàng)造性體現最多，其次是歸納性和非固定性，最少的為非絕對客觀因素。在科學事業(yè)本質維度上，美國教材中體現最多的因素為科學、技術與社會，其次為科學家身份，中國教材中科學家身份這一維度體現最多，其次是科學、技術與社會；但科學與道德上兩者均為有體現，科學共同體因素均體現較少。

3結論與建議

3.1教材需要加強科學本質觀各維度的體現

從整體上看，我國教材對科學本質觀的三個維度均有體現，但仍存在不足。例如，科學知識本質和科學事業(yè)本質這兩個維度體現相對較少，科學事業(yè)本質這個維度的體現最少。在編寫教材過程中，建議加強對科學知識本質和科學事業(yè)本質的內容。

3.2教材需要加強科學本質觀各薄弱因素的體現

從各因素來看，首先是科學知識本質方面，局限性對于兩者教材內容均未體現，局限性是指科學有時候不能回答或解釋出完全正確的答案，如信仰問題。另外中國教材的重復性因素不多，教材可以加入科學家得出一些科學理論后，其他學者重復該實驗過程也得出相同結果的案例，以此來進一步幫助學生理解得到科學理論的實驗過程是可以重復進行的。此外，若能有簡單的實驗指導學生操作，重復科學家進行科學研究的過程，學生將更好地理解該因素，提高學習效果。

在科學探究本質這個維度上，中美教材中均體現最少的非絕對客觀性這一因素。教材需要增加對這一因素的關注。美國教材中有一處體現了非絕對客觀性：第17章的“與數學的綜合”這一欄目。該處提到達爾文在孟德爾進行豌豆實驗的同時也在進行著實驗——收集金魚草的數據，但他最后沒有獲得成功，因為他缺少孟德爾的統計知識。孟德爾對大量的數據進行統計，最后得到了遺傳規(guī)律，這就是科學家自身的因素對科學研究造成的影響。而在中國的教材的相同內容處，教材僅用為什么其他學者未獲得成功這一問題帶過，未深入介紹其他科學家的相關內容。此外，中國教材對于歸納性這一因素雖有體現，但也需適當加強。科學知識常常起源于觀察，對觀察的結果進行歸納后得出科學知識。教師要強調歸納能力，從而于提高學生對平常事物的觀察意識及總結歸納能力。

科學事業(yè)本質的維度，教師中國教材中“科學、技術與社會”這一因素頻次較多，要繼續(xù)保持甚至可以再加強體現。近二三十年來，STS（科學、技術與社會）教育一直是研究的熱點，旨在讓教師理解三者間的關系，并正確認識科學的價值，培養(yǎng)具有良好科學本質觀的人才。但需要注意，在編寫教材時，“科學、技術與社會”這一因素要體現最新的科學進展，并要加強教材中STS教育的連貫性和一致性，可加入討論欄目，讓學生參與討論，加強學生情感體驗。此外，科學與道德和科學共同體的涉及極少，必須要加強?？茖W與道德是培育學生正確的科學本質觀的關鍵，教師要積極引導學生形成正確的觀念，讓科學服務于社會，拒絕違反道德倫理。

3.3合理利用各種欄目的設計體現科學本質觀

在分析教材的過程中不難發(fā)現，美國教材欄目的設置多于中國教材，比如科學發(fā)現、技能實驗等，且在欄目中多處發(fā)現科學本質觀的體現，因此中國教材也可以通過設計多種合理的欄目來加強體現科學本質觀。

教材作為教學的工具，在教學活動中起著至關重要的作用。但是僅僅教教材是不夠的，目前我國的科學本質觀教育多為隱性教育，讓學生自己慢慢領悟科學本質觀的含義，這樣的教育并不利于學生建立正確的科學本質觀。教師在教學前就應該挖掘教材中可以利用的內容，進行顯性教學。教材的編寫也應當加強科學本質觀的顯性體現，有利于學生深入理解科學本質，養(yǎng)成理性的科學本質觀。