中美初中生物教科書(shū)中的科學(xué)論證要素比較研究

方欣 劉紫薇 尚媛媛 管彤彤 王念 林雅晨 王晶瑩

摘? ?要：科學(xué)論證是科學(xué)思維的核心實(shí)踐，對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提升具有關(guān)鍵作用。生物教科書(shū)作為學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)的重要媒介，其科學(xué)論證的體現(xiàn)與否對(duì)學(xué)生論證能力的培養(yǎng)意義重大。本研究通過(guò)構(gòu)建科學(xué)論證的初中生物教科書(shū)分析框架，比較中美兩國(guó)初中生物教科書(shū)在科學(xué)論證的基礎(chǔ)、科學(xué)論證的條件、科學(xué)論證的過(guò)程和科學(xué)論證的核心這四個(gè)要素間的差異，從內(nèi)容水平、呈現(xiàn)形式和表征方式三方面為我國(guó)后續(xù)的科學(xué)教材開(kāi)發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：科學(xué)論證；比較研究；初中生物教科書(shū)；內(nèi)容分析

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?DOI： 10.3969/j.issn.1672-3937.2023.10.04

國(guó)際教育領(lǐng)域十分重視科學(xué)論證的教學(xué)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)論證能力。國(guó)際學(xué)生評(píng)估項(xiàng)目（Program for International Student Assessment，PISA）2015 科學(xué)素養(yǎng)測(cè)評(píng)框架明確指出具備科學(xué)素養(yǎng)的公民應(yīng)具備三種核心能力，其中包括“科學(xué)地解釋數(shù)據(jù)和證據(jù)”。[1]國(guó)際數(shù)學(xué)與科學(xué)趨勢(shì)研究（Trends in International Mathematics and Science Study，TIMSS）科學(xué)框架也將“證據(jù)中提出論點(diǎn)”作為學(xué)生需要參與的五種基本科學(xué)探究實(shí)踐之一。[2]教科書(shū)是課程的重要組成，反映科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，能夠幫助科學(xué)教師將課程意圖轉(zhuǎn)化為課堂實(shí)踐。[3]當(dāng)前，大多數(shù)科學(xué)教師都是依據(jù)教科書(shū)進(jìn)行課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)。[4]因此，教科書(shū)對(duì)教學(xué)內(nèi)容的選擇和編排起著關(guān)鍵作用，對(duì)學(xué)生科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)和科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展極具影響力。

本研究聚焦中美初中階段的生物教科書(shū)，旨在發(fā)現(xiàn)兩國(guó)生物教科書(shū)中科學(xué)論證呈現(xiàn)的特點(diǎn)，為我國(guó)科學(xué)教材的編寫(xiě)提供參考。

一、論證與科學(xué)論證的內(nèi)涵

圖爾敏（Toulmin）最先提出論證是個(gè)人通過(guò)證據(jù)和理論來(lái)支持解釋與論點(diǎn)。[5]圖爾敏的論證模式將論證分為數(shù)據(jù)（data）、主張（claim）、保證（warrant）、支撐（backing）、反駁條件（rebuttal）和限定（qualifier）六要素。[6]然而，近年來(lái)對(duì)論證的研究已成為一項(xiàng)更加實(shí)證性和科學(xué)性的研究。圖爾敏的論證與實(shí)際中的論證情況并不一致。埃梅倫（Eemeren）和格魯滕多斯特（Grootendorst）指出，圖爾敏的論證沒(méi)有考慮參與論證的雙方，更側(cè)重于說(shuō)服同伴，只涵蓋支持者，而沒(méi)有反對(duì)者。[7]因此根據(jù)主客體不同，論證可以分成兩方面。在個(gè)體方面，論證是個(gè)體的論證過(guò)程，通過(guò)證據(jù)和理由建構(gòu)自己的主張。在群體方面，論證是完善他人主張的過(guò)程，個(gè)體通過(guò)反駁來(lái)提出異議，并且進(jìn)行辯護(hù)。目前，科學(xué)論證被定義為試圖根據(jù)理由建立或驗(yàn)證一個(gè)主張[8]，或者作為一個(gè)過(guò)程，以一種反映科學(xué)界價(jià)值觀的方式提出，支持、評(píng)估和完善群體或個(gè)人的主張[9]。

二、研究資料和方法

本研究選取中美兩國(guó)初中階段的生物教科書(shū)進(jìn)行分析。其中，中國(guó)教科書(shū)選擇A版初中生物學(xué)教科書(shū)，包含七年級(jí)上冊(cè)、七年級(jí)下冊(cè)、八年級(jí)上冊(cè)和八年級(jí)下冊(cè)，共計(jì)四本書(shū)。美國(guó)教科書(shū)選取霍頓米扶林哈考特集團(tuán)（Houghton Mifflin Harcourt）出版的《科學(xué)融合》（Science Fusion）。此套教科書(shū)包含GK～G8共九級(jí)，其中GK～G5對(duì)應(yīng)我國(guó)學(xué)前和小學(xué)教育階段，G6～G8對(duì)應(yīng)我國(guó)初中教育階段。G6對(duì)應(yīng)的是生命科學(xué)模塊，G7對(duì)應(yīng)的是地球與空間科學(xué)模塊，G8對(duì)應(yīng)的是物質(zhì)科學(xué)模塊。本研究選取G6的四冊(cè)教科書(shū)具體分析，分別是A冊(cè)《細(xì)胞與遺傳》（Cells and Heredity）、B冊(cè)《生物多樣性》（The Diversity of Living Things）、C冊(cè)《人體》（The Human Body）和D冊(cè)《生態(tài)與環(huán)境》（Ecology and the Environment）。

通過(guò)整理國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)科學(xué)論證的評(píng)價(jià)研究，本研究采用內(nèi)容分析法，建立對(duì)生物教科書(shū)中科學(xué)論證要素的分析框架，以此評(píng)價(jià)中美初中階段生物教科書(shū)中科學(xué)論證的各要素，再對(duì)各要素出現(xiàn)的頻率進(jìn)行量化統(tǒng)計(jì)，同時(shí)將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼分類(lèi)，從定量的角度比較各教科書(shū)的科學(xué)論證水平。

三、評(píng)價(jià)框架

本研究采用縱向和橫向交叉的分析框架。縱向科學(xué)論證指標(biāo)采取基于結(jié)構(gòu)要素、辯護(hù)邏輯和內(nèi)容的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將科學(xué)論證劃分為概念、規(guī)則、證據(jù)、主張、推理、因果、論點(diǎn)和論辯8個(gè)指標(biāo)評(píng)價(jià)。基于鄒祎在物理教科書(shū)運(yùn)用的科學(xué)論證分析框架[10]，將概念、規(guī)則納為科學(xué)論證的基礎(chǔ)，將證據(jù)和主張納為科學(xué)論證的條件，將推理和因果納入科學(xué)論證的過(guò)程，將論點(diǎn)和論辯納入科學(xué)論證的核心，形成如表 1所示的科學(xué)論證評(píng)價(jià)指標(biāo)。

確定科學(xué)論證評(píng)價(jià)指標(biāo)后，結(jié)合中美兩國(guó)初中階段教科書(shū)的特點(diǎn)，從內(nèi)容水平、呈現(xiàn)形式和表征方式這三維度對(duì)科學(xué)論證各指標(biāo)進(jìn)行橫向比較。內(nèi)容水平運(yùn)用1～5級(jí)量化評(píng)價(jià)，呈現(xiàn)形式和表征方式依據(jù)是與否，用1和0評(píng)價(jià)。同時(shí)，數(shù)據(jù)處理過(guò)程中，各一級(jí)維度統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分別處理。例如，內(nèi)容水平的四個(gè)二級(jí)維度，分別除以相同的數(shù)，等比例縮至1～5級(jí)量化水平，進(jìn)行后續(xù)的作圖分析。呈現(xiàn)形式和表征方式的二級(jí)維度的數(shù)據(jù)也依次運(yùn)用此方法進(jìn)行處理。

四、研究結(jié)果

（一）科學(xué)論證的基礎(chǔ)

整體上看，中美兩國(guó)初中階段的生物教科書(shū)都是概念的復(fù)雜性比規(guī)則的有效性?xún)?nèi)容水平更高，呈現(xiàn)形式和表征方式更為豐富。美國(guó)初中階段的生物教科書(shū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)美國(guó)教科書(shū)）中概念的復(fù)雜性?xún)?nèi)容水平更高，呈現(xiàn)形式多樣，表征方式也更為豐富；中國(guó)初中階段的生物教科書(shū)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國(guó)教科書(shū)）中規(guī)則的有效性?xún)?nèi)容水平與美國(guó)教材相似，但表征方式較為豐富，呈現(xiàn)形式更為多樣。

關(guān)于內(nèi)容水平，中美初中階段的生物教科書(shū)在描述范圍、組織方式和科學(xué)觀念處皆是概念的復(fù)雜性高于規(guī)則的有效性，其中，美國(guó)教科書(shū)中概念的復(fù)雜性高于中國(guó)教科書(shū)概念的復(fù)雜性；在探究水平上，中國(guó)教科書(shū)概念復(fù)雜性略低于中國(guó)教科書(shū)規(guī)則的有效性；美國(guó)教科書(shū)概念的復(fù)雜性仍然是最高的。兩國(guó)的教科書(shū)在規(guī)則的有效性上差距不大；在組織方式和探究水平上，美國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性高于中國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性。

關(guān)于呈現(xiàn)形式，兩國(guó)教科書(shū)都是概念的復(fù)雜性比規(guī)則的有效性豐富。在內(nèi)容講述上，四者水平一致，其余維度中，概念的復(fù)雜性遠(yuǎn)高于規(guī)則的有效性。在例題習(xí)題和探究拓展上，美國(guó)教科書(shū)中概念的復(fù)雜性較高；在專(zhuān)題閱讀上，則中國(guó)教科書(shū)較高。美國(guó)教科書(shū)中規(guī)則有效性在例題習(xí)題處與中國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性水平一致；在探究拓展上略低。

關(guān)于表征方式，美國(guó)教科書(shū)概念的復(fù)雜性在概念規(guī)律、真實(shí)案例和動(dòng)手操作上均是最高；在動(dòng)腦探究上，美國(guó)教科書(shū)中概念的復(fù)雜性與中國(guó)教科書(shū)中概念的復(fù)雜性和中國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性水平一致，美國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性未涉及該維度。中國(guó)教科書(shū)中概念的復(fù)雜性在概念規(guī)律上低于美國(guó)規(guī)則的有效性；在真實(shí)案例和動(dòng)手操作上均高于中美教科書(shū)中規(guī)則的有效性。中國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性在概念規(guī)律和動(dòng)手操作上低于美國(guó)教科書(shū)中規(guī)則的有效性，在真實(shí)案例上則較高。

（二）科學(xué)論證的條件

整體上看，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性與美國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性和主張的有效性?xún)?nèi)容水平相近，中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性?xún)?nèi)容水平最低。兩國(guó)教科書(shū)科學(xué)論證的條件呈現(xiàn)形式都豐富多樣，證據(jù)的復(fù)雜性都多在內(nèi)容講述和專(zhuān)題閱讀上，但中國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性還多在探究拓展上。兩國(guó)教科書(shū)中主張的有效性更多集中在內(nèi)容講述上，中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性還多在探究拓展上。兩國(guó)教科書(shū)中的表征方式也有較大差異。中國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性多集中在真實(shí)案例和動(dòng)手操作上，美國(guó)則集中在真實(shí)案例上。中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性多集中在概念規(guī)律、真實(shí)案例和動(dòng)手操作處，美國(guó)教科書(shū)中主張的有效性是在動(dòng)手操作處較少，在動(dòng)腦探究處較多。

關(guān)于內(nèi)容水平，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性在描述范圍上與美國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性水平接近，中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性在描述范圍上也與美國(guó)教科書(shū)中主張的有效性水平接近，其中證據(jù)的復(fù)雜性均高于主張的有效性。在組織方式上，中國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性與美國(guó)教科書(shū)中主張的有效性水平接近，中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性在描述范圍上也與美國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性水平接近，中國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性和美國(guó)教科書(shū)中主張的有效性均高于中國(guó)教科書(shū)中主張的有效性和美國(guó)教科書(shū)中證據(jù)的復(fù)雜性。在科學(xué)觀念上，美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性和主張的有效性均略高于中國(guó)教科書(shū)。在探究水平上，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性和美國(guó)教科書(shū)主張的有效性水平接近，均高于中國(guó)教科書(shū)主張的有效性和美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性，其中美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性略高于中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的主張性。

關(guān)于呈現(xiàn)形式，四者在內(nèi)容講述上，水平接近，均比在其他維度水平要高。在專(zhuān)題閱讀上，中國(guó)教科書(shū)和美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性均高于兩國(guó)教科書(shū)主張的有效性，其中美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性最高。在例題習(xí)題上，美國(guó)教科書(shū)主張的有效性水平最高，而證據(jù)的復(fù)雜性水平最低。在動(dòng)腦探究上，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性和主張的有效性均高于美國(guó)教科書(shū)。

關(guān)于表征方式，兩國(guó)教科書(shū)主張的有效性均高于兩國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性，其中美國(guó)教科書(shū)主張的有效性更高。真實(shí)案例處正好相反，兩國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性都高于主張的有效性。在動(dòng)手操作上，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性和主張的有效性均高于美國(guó)教科書(shū)。在動(dòng)腦探究上，中國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性和主張的有效性水平接近，均高于美國(guó)教科書(shū)證據(jù)的復(fù)雜性，均低于美國(guó)教科書(shū)主張的有效性。

（三）科學(xué)論證的過(guò)程

整體上看，兩國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性?xún)?nèi)容水平均高于兩國(guó)教科書(shū)因果的有效性。呈現(xiàn)形式上，中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性均勻分布在專(zhuān)題閱讀、例題習(xí)題和探究拓展上；美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性更集中在內(nèi)容講述和例題習(xí)題上。因果的有效性更多都集中在例題習(xí)題上。在表征方式上，兩國(guó)教科書(shū)因果的有效性都較為集中在概念規(guī)律和真實(shí)案例上。中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性也集中在概念規(guī)律和真實(shí)案例上，動(dòng)手操作和動(dòng)腦探究均勻分布。美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性更集中在概念規(guī)律、真實(shí)案例和動(dòng)腦探究上，動(dòng)手操作則涉及較少。

關(guān)于內(nèi)容水平，兩國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性在描述范圍和科學(xué)觀念上均高于兩國(guó)教科書(shū)的因果的有效性。在組織方式上，四者水平接近。探究水平上，美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性和因果的有效性均高于中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性和因果的有效性。

關(guān)于呈現(xiàn)形式，四者在內(nèi)容講述處水平接近，中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性略高。在專(zhuān)題閱讀和探究拓展上，中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性水平高于中國(guó)教科書(shū)因果的有效性和美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性，美國(guó)教科書(shū)因果的有效性未涉及專(zhuān)題閱讀。在例題習(xí)題上，美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性高于中國(guó)教科書(shū)；中國(guó)教科書(shū)未涉及因果的有效性，美國(guó)教科書(shū)因果的有效性水平也較低。

關(guān)于表征方式，中國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性和因果的有效性與美國(guó)教科書(shū)因果的有效性水平接近，均低于美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性。在真實(shí)案例、動(dòng)手操作和動(dòng)腦探究上，兩國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性均高于因果的有效性。在動(dòng)腦探究上，美國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性高于中國(guó)；真實(shí)案例和動(dòng)手操作是中國(guó)教科書(shū)略高。在動(dòng)手操作上，兩國(guó)教科書(shū)因果的有效性水平一致；在真實(shí)案例和動(dòng)腦探究上美國(guó)教科書(shū)較高。

（四）科學(xué)論證的核心

整體上看，兩國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性在描述范圍和組織方式和科學(xué)觀念上水平接近，但中國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性探究水平較低。兩國(guó)教科書(shū)均是論辯的有效性呈現(xiàn)形式更為多樣，論點(diǎn)的復(fù)雜性多集中在內(nèi)容講述上。表征方式上也是論辯的有效性更為豐富，論點(diǎn)的復(fù)雜性多集中于概念規(guī)律上。

關(guān)于內(nèi)容水平，兩國(guó)教科書(shū)論辯的有效性在描述范圍和探究水平上均高于兩國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性；其中在描述范圍上，兩國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性水平接近，兩國(guó)論辯的有效性水平也接近；在探究水平上，美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性均比中國(guó)教科書(shū)高。在組織方式和科學(xué)觀念上，中國(guó)教科書(shū)論辯的有效性與美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性水平接近，但都均低于中國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性。

關(guān)于呈現(xiàn)形式，四者在內(nèi)容講述處水平接近，中國(guó)教科書(shū)論辯的有效性略高。在專(zhuān)題閱讀上，中國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性與美國(guó)教科書(shū)論辯的有效性水平接近，中國(guó)教科書(shū)論辯的有效性水平略高。在例題習(xí)題上，美國(guó)教科書(shū)論辯的有效性最高，其次是中國(guó)教科書(shū)論辯的有效性、美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性。在探究拓展上，兩國(guó)教科書(shū)論辯的有效性和美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性水平接近，均高于中國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性。

關(guān)于表征方式，美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性高于中國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性和論辯的有效性。真實(shí)案例、動(dòng)手操作和動(dòng)腦探究處均是兩國(guó)教科書(shū)論辯的有效性更高，其中真實(shí)案例和動(dòng)手操作方面中國(guó)教科書(shū)論辯的有效性略高，動(dòng)腦探究處兩國(guó)教科書(shū)水平一致。真實(shí)案例和動(dòng)手操作處美國(guó)教科書(shū)論點(diǎn)的復(fù)雜性略高。

五、研究結(jié)論

綜上，中美教科書(shū)的科學(xué)論證各要素各有差異。根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果，分別從中美教科書(shū)科學(xué)論證各指標(biāo)的內(nèi)容水平、呈現(xiàn)形式和表征方式三個(gè)維度比較科學(xué)論證各要素呈現(xiàn)情況。

（一）內(nèi)容水平的特點(diǎn)

在內(nèi)容水平上，兩國(guó)教科書(shū)都是在科學(xué)論證的基礎(chǔ)和科學(xué)論證的條件處內(nèi)容水平較高，這可能是因?yàn)樯飳W(xué)科富含大量的概念關(guān)系，且與自然和社會(huì)生活聯(lián)系緊密。另外，與我國(guó)教科書(shū)相比，美國(guó)教科書(shū)各指標(biāo)之間的差異較小。同時(shí)，兩國(guó)教科書(shū)科學(xué)論證的過(guò)程和科學(xué)論證的核心內(nèi)容水平較低也表明論證過(guò)程的辯護(hù)邏輯單一，辯護(hù)性不強(qiáng)，以論述性為主。

整體上看，美國(guó)教科書(shū)對(duì)科學(xué)論證的內(nèi)容水平高于中國(guó)。美國(guó)教科書(shū)在組織方式上頗有特色：當(dāng)重復(fù)概念再次出現(xiàn)時(shí)，教科書(shū)中會(huì)對(duì)其用類(lèi)似的表達(dá)再次進(jìn)行解釋?zhuān)瑤椭鷮W(xué)生遷移。例如，A冊(cè)在細(xì)胞的分裂中提到減數(shù)分裂；當(dāng)B冊(cè)植物的繁殖中提到植物通過(guò)減數(shù)分裂產(chǎn)生孢子時(shí)，教材會(huì)明確重復(fù)描述“減數(shù)分裂是細(xì)胞分裂的過(guò)程，每個(gè)子細(xì)胞接收母細(xì)胞一半的染色體”。此外，在科學(xué)觀念上，美國(guó)教科書(shū)會(huì)靈活運(yùn)用各種思維圖示表達(dá)科學(xué)觀念，中國(guó)教科書(shū)對(duì)思維圖示的運(yùn)用偏少，類(lèi)型也較為單一。美國(guó)教科書(shū)的探究水平比中國(guó)教科書(shū)略高。美國(guó)教科書(shū)善用提問(wèn)，正文中常用問(wèn)句式標(biāo)題將內(nèi)容邏輯分類(lèi)，突出目標(biāo)導(dǎo)向。中國(guó)教科書(shū)雖然設(shè)有大量探究活動(dòng)，但探究活動(dòng)中的探究步驟都以文字呈現(xiàn)，學(xué)生只需填空般寫(xiě)出假設(shè)和得出結(jié)論，論證的內(nèi)容水平并不鮮明。

（二）呈現(xiàn)形式的特點(diǎn)

兩國(guó)教科書(shū)大多集中在內(nèi)容講述處，其中概念的復(fù)雜性還會(huì)多分布在專(zhuān)題閱讀和例題習(xí)題處，證據(jù)的復(fù)雜性多分布在專(zhuān)題閱讀中。這表明兩國(guó)教科書(shū)都注重概念和證據(jù)。這也與內(nèi)容水平的趨勢(shì)一致。

總體上看，中國(guó)教科書(shū)呈現(xiàn)形式比美國(guó)豐富。這可能是因?yàn)橹袊?guó)教科書(shū)欄目設(shè)置得比美國(guó)的類(lèi)型多，每節(jié)內(nèi)容會(huì)設(shè)有“資料分析”“探究”“實(shí)驗(yàn)”“觀察與思考”等。但這也隨之帶來(lái)弊端，欄目太多表示呈現(xiàn)的內(nèi)容繁瑣，中國(guó)教科書(shū)相比美國(guó)教科書(shū)表達(dá)的更多，內(nèi)容呈現(xiàn)的文字更多。美國(guó)教科書(shū)若在專(zhuān)題閱讀中提供了概念和證據(jù)，就不會(huì)在正文繼續(xù)贅述，使正文瀏覽起來(lái)更加短小精悍。反之中國(guó)教科書(shū)文字量占據(jù)的篇幅較大，需要學(xué)生耐心閱讀。

此外，兩國(guó)教科書(shū)中均設(shè)有專(zhuān)門(mén)的探究欄目，但差距較大。中國(guó)教科書(shū)的探究欄目占據(jù)篇幅較大，但主要體現(xiàn)的是證據(jù)的復(fù)雜性，論證的內(nèi)容主要在探究欄目后的正文中。美國(guó)教科書(shū)的探究拓展更多以提問(wèn)的形式展現(xiàn)，專(zhuān)題閱讀和內(nèi)容講述處均有，且涉及科學(xué)論證各要素。

（三）表征方式的特點(diǎn)

兩國(guó)教科書(shū)的表征方式差距較小，大部分指標(biāo)多以概念規(guī)律和真實(shí)案例體現(xiàn)，動(dòng)腦探究都較少，其中論點(diǎn)的復(fù)雜性均在真實(shí)案例上較少。兩國(guó)教科書(shū)概念的復(fù)雜性在動(dòng)手操作上體現(xiàn)較多，具體體現(xiàn)為中國(guó)教科書(shū)開(kāi)設(shè)動(dòng)手活動(dòng)幫助學(xué)生理解概念，美國(guó)教科書(shū)讓學(xué)生自己填寫(xiě)思維圖示串聯(lián)概念。兩國(guó)教科書(shū)推理的復(fù)雜性和論辯的有效性相比其他要素在動(dòng)腦探究上體現(xiàn)更多，但還是更多以概念規(guī)律和真實(shí)案例闡述。中國(guó)教科書(shū)科學(xué)論證的條件在動(dòng)手操作上表征較多，與實(shí)驗(yàn)欄目的呈現(xiàn)形式一致。

參考文獻(xiàn)：

[1]OECD. PISA 2015 draft science framework[EB/OL].（2013-03）[2023-03-27].https：//www.oecd.org/pisa/pisaproducts/pisa2015draftframeworks.htm.

[2]MULLIS I V S M. TIMSS 2015 assessment frameworks[EB/OL].（2013）[2023-03-27].https：//timssandpirls.bc.edu/timss2015/frameworks.html.

[3]RAMNARAIN U D， CHANETSA T. An analysis of South African grade 9 natural sciences textbooks for their representation of nature of science[J].International journal of science education，2016， 38（6）： 922-933.

[4]KHALICK F， MYERS J Y， SUMMERS R， et al. A longitudinal analysis of the extent and manner of representations of nature of science in U.S. high school biology and physics textbooks[J]. Journal of research in science teaching， 2017， 54（1）： 82-120.

[5]ERDURAN S， SIMON S， OSBORNE J. TAPping into argumentation： developments in the application of Toulmins argument pattern for studying science discourse[J].Science education，2004， 88（6）： 915-933.

[6]TOULMIN S.The uses of argument[M].Cambridge：Cambridge University Press，1958：94-145.

[7]EMEREN F V， GROOTENDORST R. Commitment in dialogue：basic concepts of interpersonal reasoning[J]. Algemeen Nederlands Tijdschrift voor Wijsbegeerte， 1998，90（1）：88-91.

[8]NORRIS S P， MACNAB J S， PHILLIPS L M. Cognitive modeling of performance on diagnostic achievement tests： a philosophical analysis and justification[M]. Cambridge： Cambridge University Press， 2007：61-84.

[9]KUHN D. Science as argument： implications for teaching and learning scientific thinking[J]. Science education，1993， 77（3）： 319-337.

[10]鄒祎. 高中物理教科書(shū)的科學(xué)論證比較研究[EB/OL].（2022-12-16）[2023-03-27].https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？v=3uoqIhG8C475KOm_zrgu4lQARvep2SAkaWjBDt8_ rTOnKA7PWSN5MIexmUj7w3p4thLPSsJVeZ7KPI98XAftn_7K9 R0yPHIp&uniplatform=NZKPT.

Comparative Study of the Elements of Scientific Argumentation in Chinese

and American Junior High School Biology Textbooks

FANG Xin1? ?LIU Ziwei2? ?SHANG Yuanyuan2? ?GUAN Tongtong2? ?WANG Nian3? ?LIN Yachen4? ?WANG Jingying2

（1. Wanci Primary School，Hefei Normal Primary School Education Group，Hefei 230022，China;

2. Faculty of Education， Beijing Normal University，Beijing 100032，China;

3. No. 2 Middle School Affiliated to Inner Mongolia Normal University，Hohhot 010040，China；

4. College of Chemistry， Central China Normal University，Wuhan 430079，China）

Abstract： Scientific argumentation promotes students scientific literacy and is widely valued by national and international researchers. As an important bridge for students learning and teachers teaching， textbooks rarely pay attention to the evaluation of scientific argumentation. By clarifying the standards for scientific argumentation， students can develop their capacity for scientific argumentation. For this reason， by constructing a framework for analyzing scientific argumentation， this study compares the differences between junior high school biology textbooks in China and the United States. The comparison was evaluated in four dimensions， including the foundation of scientific argumentation， the conditions of scientific argumentation， the process of scientific argumentation， and the core of scientific argumentation. These results constitute direct evidence for future science textbook revisions in China.

Keywords： Scientific argumentation; Comparative study; Junior high school biology textbooks; Content analysis

編輯 王亭亭? ?校對(duì) 朱婷婷