中美初中生物教材中“栽培常見植物”實(shí)驗(yàn)的比較分析

邾芬芬 （南師附中仙林學(xué)校初中部 江蘇南京 210023）

1 在課程標(biāo)準(zhǔn)中的描述

在我國的《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱“我國課標(biāo)”）中，首先明確指出生物課程的基本理念是“面向全體學(xué)生、提高生物科學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”。其中，生物科學(xué)素養(yǎng)是指“參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實(shí)踐和個人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力”。在提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的同時，強(qiáng)調(diào)生物科學(xué)是“一個不斷探究的過程”，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，“力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手”。在我國課標(biāo)中，考慮到綠色植物對生物圈的存在和發(fā)展起著決定性作用，因此單獨(dú)將綠色植物列為一個主題。具體到“生物圈中的綠色植物”這一主題時，我國課標(biāo)明確指出教師應(yīng)讓學(xué)生“體驗(yàn)一種常見植物的栽培過程”，并給出活動建議：“栽培一種常見植物，觀察從種子到成熟植株的生長發(fā)育以及開花結(jié)果的整個過程”。

在美國國家研究理事會編撰的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱“美國課標(biāo)”）中，首先明確指出“學(xué)習(xí)科學(xué)是種能動的過程”?！皩W(xué)習(xí)科學(xué)是學(xué)生們要親自動手做而不是要別人做給他們看的事情”，這個能動的過程指的是“體與腦的共同活動”。“能動地學(xué)習(xí)科學(xué)”不是教師傳授知識、講解科學(xué)題目這樣一套傳統(tǒng)做法，因?yàn)檫@種做法與要使學(xué)生們在理解的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)科學(xué)知識的這個中心目標(biāo)是完全背道而馳的。學(xué)習(xí)科學(xué)一個非常重要的方式就是進(jìn)行科學(xué)探究。在探究的各個階段上，“教師的工作都是指導(dǎo)學(xué)生們的學(xué)習(xí)，把注意力集中于他們的學(xué)習(xí)，激發(fā)和鼓勵他們的學(xué)習(xí)”。美國課標(biāo)沒有像我國課標(biāo)那樣，設(shè)置各個主題并給出具體的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，其課標(biāo)中沒有刻意要求學(xué)生體驗(yàn)植物栽培，而是將這一實(shí)驗(yàn)歸類到繁殖和遺傳的內(nèi)容中，關(guān)于綠色植物的表述為：“到了中學(xué)階段，多數(shù)學(xué)生會懂得人體有性繁殖的基本過程。不過，學(xué)生們可能會對精子與卵子的作用以及開花植物的有性繁殖有某些錯誤概念?！?/p>

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比較

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡谋容^

江蘇鳳凰教育出版社（以下簡稱蘇教版）七年級上冊生物教材中，栽培常見植物并不是單獨(dú)的一個實(shí)驗(yàn)，而是融合進(jìn)了幾個相關(guān)實(shí)驗(yàn)中。比如觀察“大豆種子的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)、探究“種子萌發(fā)需要的外界條件”實(shí)驗(yàn)、觀察“植物根尖的結(jié)構(gòu)”、“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的吸水”實(shí)驗(yàn)等。由此可見，蘇教版對我國課標(biāo)中“體驗(yàn)一種常見植物的栽培過程”的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了細(xì)化，穿插在不同的教學(xué)內(nèi)容中，以此讓學(xué)生能觀察到從植物的種子到成熟植株的生長發(fā)育的完整過程。這種化整為零的做法，能讓學(xué)生在植物成長的每個階段學(xué)習(xí)到不同的有關(guān)植物生長的知識。

美國七年級生物教材《Focus on Life Science》中，植物栽培作為一個單獨(dú)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容出現(xiàn)。教材從提出問題到最后分析和得出結(jié)論，都體現(xiàn)了科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性。在具體的實(shí)驗(yàn)操作中，給出了同種植物兩種不同栽培方法（有性生殖和無性生殖）的詳細(xì)指導(dǎo)，在最后的分析和得出結(jié)論部分，也給出了出現(xiàn)不同結(jié)果時學(xué)生如何自評的指導(dǎo)意見。栽培植物的知識目標(biāo)體現(xiàn)了美國課標(biāo)中對糾正學(xué)生對開花植物的有性繁殖的錯誤概念的內(nèi)容目標(biāo)。

中美教材都培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，學(xué)會根據(jù)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行分析，從而推出結(jié)論。同時，我國更注重訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技能，而美國則更注重對學(xué)生探究思維的培養(yǎng)。

2.2 實(shí)驗(yàn)材料的比較

蘇教版中有關(guān)植物栽培的幾個實(shí)驗(yàn)，所用的實(shí)驗(yàn)材料有些許差異。如觀察“大豆種子的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)中，用的是大豆種子；而觀察“植物根尖的結(jié)構(gòu)”實(shí)驗(yàn)中，用的是已經(jīng)萌發(fā)出幼根的小麥種子；探究“外界溶液濃度影響根細(xì)胞的吸水”實(shí)驗(yàn)中，雖然沒有明確指出用什么植物，但教材的圖片展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果時，用的是帶根的青菜幼苗。美國教材中，植物栽培實(shí)驗(yàn)用的是既可以用種子繁殖，又可以通過扦插這種無性生殖方式繁殖的錦紫蘇種子和錦紫蘇植株。從選材特點(diǎn)可以看出，中美教材都選擇的是一些常見的簡單易得的植物。所不同的是，蘇教版的不同實(shí)驗(yàn)選材存在差異，這與其在植物生長的每個階段想要學(xué)生通過學(xué)習(xí)達(dá)到的知識目標(biāo)有關(guān)。但選材的差異不利于學(xué)生對植物整體的把握，學(xué)生栽培植物過程中獲得的知識是零散的，對培養(yǎng)學(xué)生整體思維不利。

2.3 提出問題與作出假設(shè)的比較

以蘇教版探究“種子萌發(fā)需要的外界條件”實(shí)驗(yàn)為例，在該實(shí)驗(yàn)之前，教材中描述了生活中常見的受潮的種子會發(fā)芽的這一現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考種子萌發(fā)需要哪些外界條件。所以在該實(shí)驗(yàn)的探究指導(dǎo)中，直接提出問題：“影響種子萌發(fā)的外界條件有哪些？”并作出假設(shè)：“影響種子萌發(fā)的外界條件是水或空氣或溫度”。而美國教材直接指出錦紫蘇植株可通過種子和無性生殖方式進(jìn)行繁殖。隨后，提出問題：“這兩種方式哪一種更容易成功？植物通過哪一種方式生長得更快？”在之后的教材中，對實(shí)驗(yàn)的結(jié)果沒有任何提示。

通過比較發(fā)現(xiàn)，蘇教版教材注重培養(yǎng)學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的能力，這一點(diǎn)對于探究式學(xué)習(xí)很重要。而美國教材屬于半自主式實(shí)驗(yàn)，需要學(xué)生自己在親身實(shí)驗(yàn)后才能得出結(jié)論。

2.4 實(shí)驗(yàn)過程的比較

蘇教版探究“種子萌發(fā)需要的外界條件”實(shí)驗(yàn)在提出問題、作出假設(shè)之后，讓學(xué)生4人為一組討論如何利用推薦器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并驗(yàn)證提出的假設(shè)。美國教材中，提出問題，作出假設(shè)后是收集數(shù)據(jù)和觀察的一些要求，比如閱讀和填寫實(shí)驗(yàn)安全表格，自主設(shè)計(jì)觀察表格等。實(shí)驗(yàn)操作部分為兩部分，其中A部分是對學(xué)生用錦紫蘇種子種植植物的詳細(xì)指導(dǎo)，B部分則是用圖文并茂的方式教學(xué)生如何扦插錦紫蘇植株。

從對兩種教材實(shí)驗(yàn)過程的比較中可以發(fā)現(xiàn)，蘇教版教材更注重培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等能力，但對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)較少，學(xué)生可能會存在不知如何下手的情況。為減少學(xué)生的這種情況，教材中直接給出了種子萌發(fā)記錄表，以提示學(xué)生從種子發(fā)芽率比較不同外界條件對植物種子萌發(fā)的影響。而美國教材對實(shí)驗(yàn)的操作指導(dǎo)是非常詳細(xì)的，比如從錦紫蘇植株上取材時要在第三層葉下切割，并去除頂端的葉子等。這體現(xiàn)了美國教材對較低年級學(xué)生的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，也體現(xiàn)了“科學(xué)是面向所有學(xué)生的”這一原則。

2.5 分析結(jié)果與得出結(jié)論的比較

蘇教版探究“種子萌發(fā)需要的外界條件”實(shí)驗(yàn)在分析結(jié)果與得出結(jié)論部分顯得稍微有些簡單，讓學(xué)生小組之間交流實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論。美國教材在此部分則給出了詳細(xì)的指導(dǎo)，如分辨實(shí)驗(yàn)中的有性生殖方式和無性生殖方式、描述種子的萌發(fā)過程、針對種子的平均發(fā)芽率或扦插枝條的成活率做數(shù)據(jù)圖，評價(jià)之前的假設(shè)、實(shí)驗(yàn)錯誤分析等。通過比較發(fā)現(xiàn)，蘇教版教材要求學(xué)生與其他小組進(jìn)行交流、反思和修改，注重培養(yǎng)學(xué)生的表達(dá)交流及小組合作能力，而美國教材更注重對學(xué)生自主學(xué)習(xí)和反思能力的培養(yǎng)。

2.6 繼續(xù)研究的比較

在實(shí)驗(yàn)的最后，中美教材都聯(lián)系了生活實(shí)際，對實(shí)驗(yàn)都提出了更具拓展性的問題。如，蘇教版在探究“種子萌發(fā)需要的外界條件”實(shí)驗(yàn)的最后提出了一個深入探究問題：“光、土壤等外界條件對種子的萌發(fā)有沒有影響？”美國教材在實(shí)驗(yàn)最后讓學(xué)生把在實(shí)驗(yàn)室種植的植物移栽到自家院子里，以便學(xué)生繼續(xù)栽培實(shí)驗(yàn)。中美教材都希望以此鼓勵和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并強(qiáng)化學(xué)生對設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的遷移和運(yùn)用。

3 結(jié)論與啟示

3.1 動手，更該動腦

不管是蘇教版教材還是美國教材，在探究性實(shí)驗(yàn)中，都完全按照科學(xué)探究的流程設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教材提供的實(shí)驗(yàn)器材提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)與實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析與得出結(jié)論、表達(dá)交流。所不同的是，蘇教版教材更注重對學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、與他人合作與交流能力的培養(yǎng)，而美國教材更像是學(xué)生的“個人戰(zhàn)”，引導(dǎo)學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)實(shí)驗(yàn)，在動手的同時，更注重引導(dǎo)學(xué)生動腦，注重既動手又動腦的探究活動。探究是能動的學(xué)習(xí)科學(xué)的過程，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要途徑。只動手不動腦的科學(xué)活動無法達(dá)到探究的目的，從書本中學(xué)習(xí)科學(xué)與科學(xué)探究也不能一概而論。我國課標(biāo)和美國課標(biāo)雖然強(qiáng)調(diào)探究，但是這不能解釋為教師在教學(xué)中只采取探究的方式。教師應(yīng)該運(yùn)用不同的策略方法使學(xué)生掌握課標(biāo)所要求的知識，弄懂道理，學(xué)會技能。動手又動腦的探究活動才能培養(yǎng)出能從事完整的探究活動的個人。

3.2 實(shí)驗(yàn)，更該試驗(yàn)

通過對兩種教材的比較分析，可以發(fā)現(xiàn)美國教材在一些方面的優(yōu)越性，比如教師在課上不會直接講述結(jié)論，而是讓學(xué)生自己去查資料，去做探究性活動。結(jié)論的告知與否直接關(guān)系到學(xué)生的探究活動是實(shí)驗(yàn)還是試驗(yàn)。嚴(yán)格來說，在美國教材的這種做法下學(xué)生所做的探究性活動更像是試驗(yàn)。而蘇教版教材雖然沒有明說結(jié)論，但是學(xué)生可以通過教材，在沒有做探究性活動之前就已經(jīng)知道結(jié)論，這樣的探究性活動更像是實(shí)驗(yàn)。在美國教材的指導(dǎo)下，教師可以鼓勵學(xué)生大膽說出自己的觀點(diǎn)，因?yàn)檫€不知道所謂的正確的結(jié)論，學(xué)生可以暢所欲言，就算是錯誤的結(jié)論也是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造力的表現(xiàn)?！皩W(xué)習(xí)科學(xué)是學(xué)生們要親自動手做而不是要別人做給他們看的事情”。教師也需要一次讓學(xué)生親自動手做，自己得出結(jié)論的這樣一次“試驗(yàn)”。這樣一次“試驗(yàn)”，也許是在課內(nèi)，也許是在課外，教師都還在學(xué)習(xí)的路上。