海峽兩岸小學科學教材的比較研究
——以三年級下冊《植物的生長變化》單元為例

趙書棟，劉嘉茹

（1肇慶學院教育科學學院 廣東 肇慶 526000；2高雄師范大學科學教育暨環(huán)境教育研究所）

關鍵字：小學科學教材；科學教育；文本語言；科學插圖；記錄圖表

近幾年來，海峽兩岸小學科學教育都有較大變革。大陸2017年出臺的《義務教育小學科學課程標準》，逐漸凸顯了小學科學課程的“基礎性地位”。臺灣地區(qū)2018年修訂的《十二年國民基本教育課程綱要——自然科學領域》進一步明確了“素養(yǎng)”教育的理念。教材是落實課程標準（或綱要）理念的重要載體，也是開展課堂教學的主要憑借。本研究通過對大陸教科版（2017年印刷版）和臺灣南一版（2017年印刷版）小學科學教材的比較和分析，試圖評價兩者在文本內(nèi)容呈現(xiàn)上的差異和優(yōu)劣，以期能夠為今后小學科學教材的修訂和更好地使用教材提供經(jīng)驗和參考。

一、兩岸小學科學課程標準及教材的概述

1.兩岸小學科學課程標準概述

大陸《義務教育小學科學課程標準》（2017年）和臺灣《十二年國民基本教育課程綱要——自然科學領域》（2018年）都明確了小學科學課程的性質(zhì)、理念和目標。在課程性質(zhì)上，兩者都強調(diào)科學課程的重要性，總的目標基本一致。在課程理念上，兩者都突出“探究式學習”和“學生主體”的地位，前者強調(diào)“關注全體學生”和“保護學生好奇心和求知欲”，而后者強調(diào)“探究的實施過程”和“科學精神和科學素養(yǎng)的培養(yǎng)”。在課程目標上，前者以“科學素養(yǎng)”為總目標，劃分為“科學知識”“科學探究”“科學態(tài)度”“科學、技術、社會與環(huán)境目標”等4個具體目標，側(cè)重對科學知識、科學技能和探究能力的培養(yǎng)；后者涵蓋了“培養(yǎng)探索科學的興趣和主動學習的習慣”“學習探究方法和基本知能”“培養(yǎng)環(huán)境、資源、生命的知能與態(tài)度”“培養(yǎng)溝通表達、團隊合作的能力”“培養(yǎng)思考、解決問題的能力”“察覺和試探人與科技的互動關系”等6個目標，強調(diào)探究與生活的結(jié)合，以及問題解決能力的培養(yǎng)。兩岸小學科學課程標準的課程理念和課程目標基本一致，都凸顯了“科學素養(yǎng)”在科學教育中的突出地位。

2.兩岸小學科學教材概述

大陸教育科學出版社出版的《科學》是新世紀我國最早編寫的幾套小學科學教材之一，由我國小學科學教育研究中心主任郁波主編。臺灣南一書局出版的《自然與生活科技》是臺灣地區(qū)統(tǒng)編并較普遍的幾套教材之一，由臺中教育大學教授黃鴻博主編。本研究選取教科版和南一版兩套3-6年級科學教材（都為2017年修訂版）為研究對象。從單元內(nèi)容分布上看（表1），兩套教材主要包含了物質(zhì)科學、生命科學、地球與宇宙科學等三個知識模塊，各8冊。每個年級分為上下兩冊，每冊各包含4個單元（南一版6年級下冊為3個單元），兩套教材的主題單元數(shù)量基本相同，前者共32個，后者共31個。兩套教材在欄目設計上也十分相近：教科版各單元主要包括：觀察、記錄、比較異同、操作、思考、知識點提示、資料庫等欄目；南一版各單元主要包括：觀察、比較、操作、討論、想一想、小視窗、安全提醒、科學閱讀等欄目。

表1 兩岸小學科學3-6年級教材單元對比

兩套教材選材廣泛，都是學生容易接觸或觀察到的事物，由易到難，按照知識模塊呈現(xiàn)于不同的主題單元之中。在內(nèi)容選材上，兩者有所不同：教科版比南一版多出《巖石和礦物》《沉和浮》《微小世界》等3個單元；而南一版比教科版多出《防銹與防腐》和《珍愛家園》2個單元。在地球與宇宙科學領域，前者以《地球表面及其變化》《地球的運動》《宇宙》等3單元呈現(xiàn)，而后者以《月亮》《太陽》《星星的世界》《變動的大地》等4單元主題呈現(xiàn)。

二、兩套教材在內(nèi)容呈現(xiàn)方式上的比較分析

本研究以兩套教材三年級下冊的《植物的生長變化》（南一版《蔬菜的生長》）單元為例，比較了兩者在文本語言、科學插圖和記錄圖表上的差異。

1.文本語言的比較

（1）在主題單元中，兩套教材文本語言差異明顯。在問題引導、科學概念解釋、人物故事介紹中，前者文本表達較為“嚴謹”，而后者相對較為“通俗”。譬如，前者在“葉為植物提供‘食物’”三級主題部分，引入了“光合作用”的概念，用文字對光合作用的過程進行了表述和解釋，并以“英國科學家普利斯特利發(fā)現(xiàn)光合作用”這一科學史故事作為對“光合作用”概念的補充，有助于學生對光合作用化學變化的理解，使較為抽象的概念變得較為形象和具體，又不失科學的規(guī)范，使學生更容易對“葉為植物提供‘食物’”知識的理解。后者在觀察種子、照顧蔬菜的活動中，使用相對簡單的陳述句和疑問句，如“器材準備好了”之后“要怎樣播種？”等提示形式，引導學生澆水、除蟲、移植等操作，并通過輔助性的“討論小視窗”，提醒學生操作中注意的事項，使學生帶著問題進行各項活動，有助于學生集中注意力開展科學探究。在語言表達上，后者較為簡短，也更為通俗，容易使小學中年級學段學生的理解。

（2）在資料庫（閱讀欄目）中，前者由對鳳仙花的學習延伸到對自然界中各樣植物莖的認識，內(nèi)容豐富，且具有新穎性。前者語言表達具有科普的嚴謹性，也不失形象和生動，符合學生用語習慣。譬如，使用稀釋“1000倍”、高達“150米”、粗達“10米”等形容詞和量詞，對植物莖的形態(tài)和大小進行了生動而詳實的說明，有助于學生在學習中對事物進行識別和掌握。而后者在該欄目中結(jié)合蔬菜生蟲的現(xiàn)實情況，以“蔥”“薄荷”“薰衣草”等植物制作“天然無毒驅(qū)蟲劑”，并詳細呈現(xiàn)了材料制作的流程，文本語言相對通俗、簡單易懂。也通過“制作天然驅(qū)蟲劑”的操作過程，有助于引導學生對身邊環(huán)境保護的隱性教育。

2.科學插圖的比較

依照插圖特征和功能的不同，本研究把科學插圖分為卡通插圖、實物插圖和操作插圖三類?？ㄍú鍒D以動漫人物和場景的形式呈現(xiàn)，并配有適當?shù)呐园?，容易引起學生對某一問題或現(xiàn)象的思考，也能起到點綴和修飾的作用。實物插圖以場景、實物的圖像呈現(xiàn)，較為具體和客觀，能夠真實地呈現(xiàn)實物的形態(tài)或場景，進而促進學生專注觀察。操作插圖系列性地呈現(xiàn)了探究的程序或操作的流程，往往是幾幅插圖的組合，能夠使學生更加明晰探究的關鍵步驟或具體操作方法。

在科學插圖的使用上，教科版在本單元使用了22幅卡通插圖、32幅實物插圖和3幅操作插圖（表2）。南一版在本單元使用了11幅卡通插圖、49幅實物插圖和10幅操作插圖（表3）。在科學插圖總的數(shù)量上，后者（60幅）略多于前者（54幅）。其中前者的卡通（22幅）明顯多于后者（11幅），而后者實物插圖（49幅）明顯多于前者（32幅），同時后者操作插圖（10幅）也明顯多于前者（3幅）。另外，前者科學插圖尺寸較小，而后者有時把一幅科學插圖呈現(xiàn)在兩個頁面，或以活頁的形式呈現(xiàn)，相對較大。如在教科版該單元主題7“我們的大豐收”和南一版該單元活動3“蔬菜長大了”的科學插圖中，前者實物插圖呈現(xiàn)了鳳仙花的成長過程，并配有學生討論的動漫插圖，結(jié)合記錄數(shù)據(jù)，使學生獲得了鳳仙花生長變化的證據(jù)。后者所用實物插圖版面比例較大，更為清晰地呈現(xiàn)了秋葵和小白菜的生長過程，文本語言較為簡潔。

表2 教科版《植物的生長變化》單元插圖和記錄圖表匯總

表3 南一版《蔬菜的生長》單元插圖和記錄圖表匯總

在記錄圖表的使用上，教科版在該單元共使用了10個記錄表（其包括1個統(tǒng)計圖），而后者僅使用了2個記錄表（表2、表3）。可以看出，前者使用的記錄圖表地記錄了植物生長的日期、變化特征以及各類測量數(shù)據(jù)等，內(nèi)容十分詳實，有助于學生熟練地掌握鳳仙花的生長規(guī)律。后者通過要求學生調(diào)查某類蔬菜播種、發(fā)芽、採收的時間和注意事項，以及要求記錄蔬菜的成長日記而使用了2個較為簡單的記錄表。對于小學三年級學段的學生來講，他們的心理認知尚未形成縝密的邏輯思維形式，記錄圖表（四年級數(shù)學課程內(nèi)容）的抽象性增加了他們對知識理解的難度，記錄表的使用要化繁為簡，恰當使用。

3.對兩套教材比較結(jié)果的理論分析

教材內(nèi)容的呈現(xiàn)方式會直接影響到學生的學習效果。學生在進行文本閱讀時，容易受到文本詞頻和詞長的影響。研究表明，句子的復雜度和個體先備經(jīng)驗都會影響到個體對文本的理解[1]。有研究顯示，兒童因其詞語編碼能力較低，較成人閱讀知覺廣度小，三至四年級學生的識別廣度為注視點右側(cè)5-7個字符，六年級時才和成人接近（達到9個）[2]。在科學教材的文本語言里，通俗易懂的表達將有助于學生快速、準確地閱讀。正如奧蘇貝爾所言，如果學生的先備經(jīng)驗中缺少同化的概念，適當?shù)爻尸F(xiàn)直觀性知識，運用通俗形象的語言描述，將有助于知識的同化[3]。如果文本語句過長，包含信息過多，勢必會給學生的閱讀和理解帶來困難，相對簡潔、通俗易懂的文本內(nèi)容，有助于學生實現(xiàn)新舊知識的聯(lián)結(jié)。

科學插圖具有文本語言的輔助功能，甚至被稱為教材的“第二語言”?？茖W插圖對科學教材至關重要，因其形象直觀、形象、簡明生動等特點，為學生理解科學知識提供了具體形象的問題情境，有利于提升教材的活力[4][5]。以Donald為代表的心理語言學家通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，插圖提供了文本的信息，有助于個體對文本的保持和理解[6]。Mayer和Moreno也認為，文本和插圖可以有效增加個體的專注和理解[7]。在很多情況下，個體對文本的閱讀并不僅是對文字的簡單加工，而常常在文本和插圖之間不斷進行轉(zhuǎn)換和整合。一般來講，圖像以一種類比的形式保存具體的空間信息，文本則以一種象征性的形式保存抽象和類別的信息，圖像和文本的恰當結(jié)合，將有助于知識作為心像被儲存[8]。學生憑借對科學插圖的視覺特征容易對文本和插圖的內(nèi)在聯(lián)系進行梳理，把知識整合并建構(gòu)到已有的圖式中去，在大腦中形成知識表征，并使知識體系的邏輯結(jié)構(gòu)更為清晰。因此，在教材內(nèi)容的呈現(xiàn)中，應依據(jù)學生的認識發(fā)展特征，恰當呈現(xiàn)文本內(nèi)容的數(shù)量，以及文本和插圖的有機結(jié)合，將十分有助于學生對科學內(nèi)容的把握和內(nèi)化。

三、對小學科學教材編寫和使用的啟示

科學教材是對科學課程標準的細化，是對科學課程理念的具體呈現(xiàn)[9]。準確把握最新課程標準之理念，合理呈現(xiàn)科學教材內(nèi)容和靈活運用教材將有助于發(fā)揮科學教材應有的育人價值。小學科學學科地位卑微一直是眾多科學教育工作者心中的“痛”[10]。新課程標準的頒布推動了小學科學課程由過去的“副科”向“基礎性課程”的轉(zhuǎn)變，也為小學科學教材的編寫和使用提供了根本的遵循。

1.準確把握課程標準之理念，增強教材的實踐性和趣味性

幾十年來，大陸小學科學教材編寫經(jīng)歷了從強調(diào)“基礎知識”傳授走向“素養(yǎng)”培養(yǎng)、從重視“結(jié)論敘述”走向“關注探究過程”、從“系統(tǒng)性”走向“綜合性”、以及可讀性不斷增強的轉(zhuǎn)變[11]?？茖W教育最大的特點就是使心智直接與事實聯(lián)系，小學科學教育應側(cè)重于“基礎性”和“面向全體”的科學素養(yǎng)教育。小學科學教材的編寫，必須貫穿“面向全體學生、倡導探究式學習、保護學生的好奇心和求知欲、突出學生的主體地位”之理念。當前，小學科學教材更應該強調(diào)課程的實踐性和綜合性[12]。實踐體驗可以使兒童掌握科學概念和科學規(guī)律，并形成一定的科學思維方法，作為后繼的復雜科學知識學習提供充分的知識與技能、科學思維與情感儲備[13]。因此，我們在教材內(nèi)容的編選上，應充分結(jié)合學生的生活實際，把解決生活和社會中的實際問題聯(lián)系起來，增強所學知識在生活中的運用。另一方面，科學教材知識內(nèi)容編排是否符合學生的認知規(guī)律，文本語言、科學插圖和記錄圖表的恰當匹配至關重要。我們不能為了追求“別致”和“形式”而忽視了學生心理認知的階段性和教材編排的科學性。教材內(nèi)容的文本各種形式要合理搭配，要充分體現(xiàn)科學內(nèi)容的探究性、整合性和邏輯性。譬如，在中低年級，教材呈現(xiàn)的科學插圖適當增加，輔助文本語言的表達。文本語言要在尊重科學事實的基礎上簡潔、明了、活潑、親切、可讀性強，又不失科學邏輯的“規(guī)范”和“嚴謹”；插圖要注重色彩亮度、尺寸大小、清晰度等。

2.教師要靈活運用教材，而不拘泥于教材

科學教育不應該傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實，而是應當用恰當、生動的方法，幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解[14]。小學科學課程最終的教學效果，在很大程度上取決于科學教師對教材的靈活運用。過去科學教師因缺少對各種教育資源的整合，把科學教育往往局限于教材和知識的灌輸?？茖W教師要在靈活把握教材知識內(nèi)容和學生身心特征的基礎上，要為科學課程的教學創(chuàng)設更為豐富的情景或場域，為學生提供更多的時間和機會參與到科學活動之中。科學教師更深層次地把握科學教材內(nèi)容知識結(jié)構(gòu)，在科學探究的過程中滲透“素養(yǎng)”教育之理念，使學生在合作、討論、表達和互動中進行科學探究。另一方面，科學教師不能拘泥于教材，可以通過對教材的二次開發(fā)，借助數(shù)字媒體信息技術，實現(xiàn)教材與網(wǎng)絡媒體建立連接，將聲音、視頻等作為科學教材的有益補充，適當在一些主題單元開發(fā)學習包、工具箱等學習資源，構(gòu)建“立體教材系統(tǒng)”。為學生提供多感官學習通道，促使他們在更豐富的層面上進行有意義地學習。