新編蘇教版《科學》教材“地球與宇宙空間領域”內(nèi)容編寫特點

教材的思想文化內(nèi)涵

自然科學在培養(yǎng)健全人格、愛國情懷、批判性思維和創(chuàng)新精神等方面大有可為。小學科學教材要體現(xiàn)新時代的人文精神和價值取向，具有豐富的思想文化內(nèi)涵，包括科學精神和人文精神，對培養(yǎng)學生形成正確的人生觀、世界觀和高尚的道德情操也具有重要意義。新編蘇教版小學《科學》教材（下文簡稱“新編教材”）在“地球與宇宙空間領域”內(nèi)容編寫上，就為學生提供觀察和認識的獨特視角：

綜合地看待地球：揭示地球圈層各要素之間的相互聯(lián)系，把地球環(huán)境與人類社會系統(tǒng)或自然現(xiàn)象聯(lián)系起來;

動態(tài)地觀察宇宙環(huán)境：注重土壤、空氣、水資源和人類的相互依賴，體會太陽系星體間的相互依賴性，包括太陽對地球環(huán)境的影響（太陽鐘的利用），人類對太陽能的利用（太陽對地球的影響）、人類對潮汐能的開發(fā)和利用（月球?qū)Φ厍虻挠绊懀┑?

多樣地表述自然：應用圖像的、語言的、數(shù)學的和數(shù)字的方法表述科學事物的空間分布和聯(lián)系，如對四季成因的探討等。

從這些獨特的視角出發(fā)，認識人類賴以生存的地球和宇宙空間環(huán)境，認識人類與環(huán)境的關系，認識人類自身的發(fā)展，可以獲得情感態(tài)度與價值觀方面的提升。

1.建立正確的宇宙觀

科學課程要幫助學生樹立正確的宇宙觀。所謂宇宙觀，從字面上講是指人們對于宇宙的結(jié)構、起源和演化的認識，但它的實際內(nèi)涵要豐富得多，不僅包含人們關于宇宙的認識，更重要的是人類認識宇宙過程中所形成的科學精神、科學思想、科學方法等。

四年級《地球、月球與太陽》單元，從時間和空間兩個角度分析人類對地球、月球和太陽的基本認識過程，這是動態(tài)地分析問題。第一課，討論和闡述的是“人類是怎樣認識地球形狀的”，重點說明人類對一個自然事物的認識要經(jīng)歷曲折的過程，這是建立正確的科學觀的基點。教材設計了以下四個內(nèi)容：

第一，閱讀介紹人類認識地球形狀歷程和地球的資料，提出了不同時期、不同地區(qū)的人類對地球形狀的認識是不一樣的，這些認識是逐步發(fā)展和變化的，也是逐漸取得統(tǒng)一認識的過程，這是教會學生綜合地看待問題。

第二，教學帆船在球面和平面上進港、出港的模擬實驗，重新經(jīng)歷人類經(jīng)驗時代對巨大物體的認識過程，體會推理的重要性。

第三，在地球儀上模擬麥哲倫環(huán)球航行，這個活動可以讓學生體會到實踐的重要性。

第四，參考地球儀，將陸地板塊貼紙貼在一個藍色氣球上，這個活動可以讓學生真正體驗到地球上陸地與海洋之間的關系。

課文中雖然沒有直接闡述地球的大小等參數(shù)，但是通過實踐、思考和分析，會加深學生對地球形狀的理解，并且逐漸變?yōu)橐环N價值判斷的依據(jù)。

傳統(tǒng)的天文課程一般是根據(jù)天體的空間次序來組織內(nèi)容，如從太陽、太陽系、恒星到星系、宇宙，這樣做的優(yōu)點是學生可以由淺入深、按部就班地學習天文知識，比較適合理科專業(yè)的學生，缺點是歷史發(fā)展的脈絡被割裂了，科學精神和價值理念往往分散在不同章節(jié)中，無法有針對性地加以體現(xiàn)。這就如同教師帶領學生在天文知識的海洋中遨游，卻發(fā)現(xiàn)真正的寶藏其實散落在海底的各個角落。對于自然科學基礎相對薄弱的小學生，我們根據(jù)他們想象力豐富、鑒賞力和敏感度高的特點，重新調(diào)整課程設置的思路，結(jié)合宇宙觀和時空觀的發(fā)展脈絡，設置了八個專題，每個專題通過介紹一個融合科學與哲理的問題，反映天文學研究的方法與成果，揭示宇宙之美及其背后的規(guī)律，讓學生了解天文學并不神秘，科學可以幫助人們逐步解開宇宙中的一個個未解之謎，同時又不斷發(fā)現(xiàn)新的挑戰(zhàn)和問題。在這個過程中，科學本身的發(fā)展也經(jīng)受了考驗和錘煉。

實際上，在科學發(fā)展的歷史中，人類的宇宙觀是在不斷變化的，絕對正確的宇宙觀是不存在的。當代科技水平的快速發(fā)展幫助人們對宇宙有了更加深入全面的理解，其深度和廣度遠遠超越了前人，但現(xiàn)代的宇宙觀也不可能是人類認知宇宙的終極，因為知識總會過時、不斷更新，而科學的精神、方法和情懷才是真正值得堅守的。

2.建立正確的地球資源觀

地球形成至今，很多資源是不可再生的，即便是核能、太陽能等新興可再生能源，為了制造獲取這些能源，人類也需要相當數(shù)量的不可再生資源，比如鈾、銦、稀土等。一個世紀前恩格斯告誡我們，不要過分陶醉于我們?nèi)祟悓ψ匀唤绲膭倮?，對于每一次這樣的勝利，自然界都對我們進行報復。他旨在讓人們意識到，地球資源并不是無窮無盡的，相反，將比任何時候都更加珍貴。

小學科學課程標準關于合理利用水資源的內(nèi)容，在新編教材中是由《理想家園》單元中《潔凈的水域》來完成的。如何正確地認識水資源與人類社會的關系，是建立正確的資源觀的基礎，因而也是本課的重點內(nèi)容（如下圖）。

在生活的方方面面，在我們已經(jīng)注意的以及還沒有意識到的地方，我們每時每刻都在使用和消耗著各種資源。對于資源使用態(tài)度的轉(zhuǎn)變，首先需要人們對資源的存儲及利用有直觀的認識。有些資源是無窮無盡的，比如陽光、空氣，但更多的資源是有限的，甚至是稀缺的，比如煤炭、石油等。

3.把握分析問題的時空尺度

科學家認為，觀察和分析科學事物的時空尺度非常重要，確定了研究對象的時空尺度，才可能科學地了解科學現(xiàn)象的發(fā)生原因和過程?？茖W視角關注的時間尺度包括從地質(zhì)歷史時期到當下每時每刻;空間尺度包括從全球尺度到局部的地方性尺度。轉(zhuǎn)換分析的時空尺度，能夠更宏觀或更微觀地了解科學過程和現(xiàn)象，以及這些過程在不同尺度上是如何相互聯(lián)系的。新編教材特別關注分析問題的時空尺度，力求增強科學性。

三年級《關心天氣》單元中《天氣和氣候》和五年級《地球的運動》單元中《四季循環(huán)》，在介紹“一年四季的天氣在不斷變化之中”的同時關注到“某一地區(qū)每年的天氣變化是有規(guī)律的”，這就引入了時間尺度。五年級教材中用各類圖表說明“季節(jié)的氣候變化是每天天氣變化的背景和分析依據(jù)，而不同季節(jié)里的天氣變化則反映了季節(jié)氣候變化中的細節(jié)”。由此表明，氣候變化是長時期大氣狀態(tài)變化的一種反映，不同季節(jié)的天氣和氣候變化是相互依存的。

六年級最后一單元《理想的家園》中第三課《多樣的生物》和第四課《健康的土地》，在介紹動植物分布規(guī)律時，引入了空間尺度。溫度和海陸差異是地球上的動植物分布差異的根本。陸地環(huán)境中，地域環(huán)境差異是關鍵，如沙漠與草原，由于不同地區(qū)所處的緯度位置、海陸位置和光照不同，從而形成不同的氣候類型，因而也存在不同的動植物分布。不同的氣候、不同的動植物，又對應了與之統(tǒng)一的植被類型和土壤類型，形成了地球上不同的生態(tài)環(huán)境。

教材中運用時空尺度，不僅是技術層面的要求，更重要的是它給學生帶來一種科學思想，即辯證地、動態(tài)地、聯(lián)系地看待和分析問題的思維品質(zhì)，這是最有價值的東西。

教材的教學維度

教師在使用一套新教材時，應站在編者的角度鉆研全套教材，努力理解和領會教材編寫者的教學思想和設計精神，既要認真鉆研、理解教材所承載的內(nèi)容、重點難點、文化內(nèi)涵和知識體系，還要認真分析、理解其設計意圖和活動策略及其對學生的學習策略、情感態(tài)度和價值觀的影響。只有充分把握教材的特點，才能使之在我們的教學中得以充分體現(xiàn)。

為促進教學改革和學生學習方式的轉(zhuǎn)變，新編教材編寫改變過于注重科學知識傳承以及導致學生機械學習、死記硬背科學知識的狀況，轉(zhuǎn)向突出學生的自主學習，以培養(yǎng)學生搜集、處理科學信息的能力，分析、解決科學問題的能力，以及科學再學習的能力。為此，新編教材從學生學習的角度出發(fā)，重視以下幾個方面：

有利于激發(fā)學生學習科學的興趣，引導他們主動參與教學過程;

有意識地為學生的自主學習創(chuàng)造條件;

使學生通過自主學習獲取一些基本的科學技能和方法。

1.重視動手實驗

新編教材重視學生動手實驗，設計了相關觀察和實驗內(nèi)容（見表1），目的是使學生能夠在“做”中理解概念，感悟道理。

2.突出案例分析

案例分析是科學教學中行之有效的教學方法。新編教材更加強化了案例的設計和運用，呈現(xiàn)在教材中的案例，大體有以下兩種方式。

第一，案例隨課文要求相對獨立出現(xiàn)，主要目的是對課文所述原理起詮釋、實證、應用的作用，并為學生探究問題提供素材（見表2）。

第二，案例作為分析的素材出現(xiàn)，是課文內(nèi)容的延續(xù)。例如，《地球上的水資源》單元中各課的內(nèi)容并不拘泥于一個特定的地區(qū)，而是以此作為分析問題的基礎，就某一個主題向其他區(qū)域延伸。例如第二課《地下水》，案例擴展到我國西部的荒漠化、新疆的坎兒井，還擴展到江南水鄉(xiāng)自然水井的開發(fā)。教材內(nèi)容如此“收”“放”有致的設計，一方面減少單一案例分析可能帶來的某種局限性，另一方面提供了知識和能力遷移的平臺。在案例的呈現(xiàn)上，更加強調(diào)“分析”，具有“邊敘邊析”的特色。

3.優(yōu)化教學設計

教材在內(nèi)容的編排上，考慮教學過程的需要，設計了豐富多樣的呈現(xiàn)方式，給教學提供“話題”和“情境”，使教學“活”起來。新編教材的設計有以下主要內(nèi)容。

（1）情境與話題。每課的起始活動用設問或資料的形式導出研究話題，幫助學生聚焦本課所學的主要內(nèi)容，有利于他們對學習內(nèi)容的再現(xiàn)和靈活應用。

（2）“觀察、實驗”或“模擬實驗”的設計?！坝^察、實驗”或“模擬實驗”是新編教材的主要組成部分，它不是穿插在課文之間，而是和課題表述形成完全融洽的邏輯關系，一般是就一個科學現(xiàn)象、事實或原理，引導學生探究，主要有資源分析、動手、辯論等活動形式。

（3）“研究問題”的設計?！皢栴}”的選擇注意典型性和導向性。

（4）“閱讀”的安排?！伴喿x”是對知識的必要擴展，體現(xiàn)教材內(nèi)容的層次性和選擇性。

（5）“思考”和“討論”一般安排在活動之后?！八伎肌敝饕且龑W生對活動內(nèi)容和資料內(nèi)容的進一步探究，“討論”注重開放性和拓展性，對實驗數(shù)據(jù)和實踐體會進行回顧與整理。

（6）“拓展活動”的設計?！巴卣够顒印卑才旁诿空n之后，就本課或本單元的重要問題引導學生自主探究，為他們自主學習和探究學習提供條件，并使他們通過探究加深對相關問題的理解和認識。

教材的特色

通過對上面三個維度的分析，我們可以歸納出新編教材“地球與宇宙空間領域”內(nèi)容編寫的特色。

1.重視科學觀念和哲學視角

新編教材把綜合、動態(tài)觀察世界的科學思維方式作為分析地球科學問題的立足點和出發(fā)點，始終把人與宇宙的協(xié)調(diào)觀、人和自然環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展觀等作為教材編寫的指導思想，努力體現(xiàn)：世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動和變化的，運動和變化是有規(guī)律的，世界是有聯(lián)系的統(tǒng)一整體。

2.緊密聯(lián)系社會實際和學生的體驗

新編教材編寫抓住科學史主題和社會環(huán)境熱點，緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際以及學生已有的經(jīng)驗和體驗，將理論與實際結(jié)合起來，使所學內(nèi)容變得生動、鮮活，既培養(yǎng)學生學習科學的興趣，又使他們體會到科學對自己的終身發(fā)展具有重要作用。

3.積極提倡探究性學習的思想與方法

新編教材本著探究性學習的思想與方法，努力使學習內(nèi)容具有階梯性、邏輯性、實踐性和開放性，把教學過程變?yōu)樘骄窟^程，從而使學生學習新知的過程成為情感態(tài)度與價值觀的培養(yǎng)和能力提高的過程。

4.關注學生對學習內(nèi)容的再現(xiàn)和靈活應用

新編教材編寫有意識地避免死記硬背、機械訓練的教學，注重學生對學習內(nèi)容的再現(xiàn)和靈活應用的能力，以實現(xiàn)學以致用，最終形成公民必備的素質(zhì)。為此，教學內(nèi)容的組織和安排，有意識地強化聯(lián)系的和綜合的觀點，加強基本的科學技能和科學方法的訓練，把握學習內(nèi)容的要點和內(nèi)在聯(lián)系。

5.為教學改革留下廣闊的空間

新編教材的編寫力圖促進教學的改革，為教學留下廣闊的空間。教材對有些問題不直接給出結(jié)論，而通過一定方式的組織和設計內(nèi)容，在教學過程中靈活處理，使教師教學不能照本宣科。教材注重內(nèi)容的層次性和可選擇性，鼓勵教師對教學內(nèi)容靈活處理，以利于不同教師根據(jù)不同的教學內(nèi)容和學生狀況而靈活采取教學方法。