新加坡《交互作用的科學》教材特點分析——結(jié)構(gòu)框架及內(nèi)容編排特點

楊梅

武漢城市職業(yè)學院初等教育系 武漢 430064

1 新加坡《交互作用的科學》教材的編寫背景

新加坡是一個海島型的城市國家，獨立至今不過40多年，卻一躍成為亞洲四小龍之一。雖然1997年席卷東南亞的金融危機讓新加坡亦不能幸免，但在所有遭受危機的國家和地區(qū)中，新加坡最早成功地抵御了這場危機的襲擊。新加坡成功的原因有多種，然而，新加坡成功的真正秘訣，就是通過教育發(fā)展人力資源，從而推動經(jīng)濟發(fā)展。經(jīng)歷金融危機后，新加坡經(jīng)濟進入復興階段，同時也反思教育，尤其是基礎(chǔ)教育，發(fā)現(xiàn)一度走向成熟的基礎(chǔ)教育在危機中也暴露出不少弊端。正如一位新加坡的高級官員在一次會議上所指出的：“新加坡學生在掌握知識上頂呱呱，甚至可以說在世界上數(shù)一數(shù)二，不過在創(chuàng)造力及創(chuàng)意思考上，則有待加強。”基于此，新加坡政府提出對原有的課程進行現(xiàn)代化改革，讓學生得到世界新近流行的信息，增強畢業(yè)生對現(xiàn)代世界的適應(yīng)能力，培養(yǎng)學生具有當今與未來最有實用價值的技能。

新加坡中小學課程與教材改革的基本方向為：1）削減課程分量，全面改革課程內(nèi)容；2）開放教材市場，推出“教育電子坊”網(wǎng)站；3）推行“思考”課程，培養(yǎng)創(chuàng)意思考；4）加強信息技術(shù)教育，推行“教育電子簿試驗”。改革尤其強調(diào)了使學生掌握必要的技能，成為勇于創(chuàng)新、善于獲取信息、富有創(chuàng)造精神的人，以適應(yīng)21世紀的需要。

因此，針對科學教育中存在的問題，新加坡教育部有關(guān)部門著手修訂全國科學課程大綱，并對中學科學課程大綱中初級中學科學教材的課程目標、內(nèi)容及形式作了明確的規(guī)定，將重心轉(zhuǎn)移到學生的知識能力和良好的思維習慣的培養(yǎng)上，強調(diào)在教育過程中要引導學生開展科學調(diào)查研究，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力、獲取信息的能力及創(chuàng)造思維能力。于是，作為科學課程的基本單位和重要成分，《交互作用的科學》編寫產(chǎn)生了。

2 《交互作用的科學》教材的基本概況

《交互作用的科學》是Interactive Science的中文名稱，是新加坡初級中學的現(xiàn)行科學教材，它是根據(jù)新加坡教育部最新中學科學課程大綱編寫的新的初級中學科學課程叢書的修訂版，是以科學探究為框架，主題式的初級中學科學教材。

這套《交互作用的科學》教材共有兩冊，在本質(zhì)上是對新加坡小學科學課程內(nèi)容的延續(xù)，并在其基礎(chǔ)上有了更進一步的深化，具有一定的深度。它同時是學生學習較高水平的科學課程的基礎(chǔ)與橋梁，其內(nèi)容涉及物質(zhì)科學和生命科學兩個領(lǐng)域，主要面向中學一年級、二年級的特別課程（Special）、快捷課程（Express）、普通學術(shù)課程（Normal Academic）3個課程班的學生。這兩冊書，上冊共分為22章，5個單元，分別是測量法、多樣性、交互作用、模型與系統(tǒng)和能量，第一單元之前根據(jù)課程標準加入“探究科學”（Discovering science）“科學就是對真理的探究”（Science as an Inquiry）；下冊共15章，分為4個單元，分別是模型與系統(tǒng)、能量、交互作用、循環(huán)，并在其后附有術(shù)語表及索引。教材內(nèi)容橫跨物理、化學、生物、環(huán)境科學等4科的知識領(lǐng)域，以主題單元的形式呈現(xiàn)。

3 《交互作用的科學》教材的結(jié)構(gòu)框架及特點分析

《交互作用的科學》教材結(jié)構(gòu)與小學科學教材的結(jié)構(gòu)相似。教材對物質(zhì)科學和生命科學兩方面的內(nèi)容進行了精心的選擇和處理，以主題單元形式構(gòu)建，將其分為6個主題，分別為多樣性、循環(huán)、能量、交互作用、模型與系統(tǒng)以及測量法。兩冊教材的主題單元及所包含的主要內(nèi)容詳見表1。

從表1可以看出，該套教材并不像以往的科學教材那般十分注重學科內(nèi)容的邏輯聯(lián)系，而是將課程內(nèi)容劃分為六大主題，第一冊主要側(cè)重于宏觀的科學內(nèi)容，以學生眼中的自然為線索，并適當加入一些學科基礎(chǔ)知識，如對各種測量法的熟練運用、對各種物質(zhì)及科學表象的分類、對分離技術(shù)的掌握等，注重培養(yǎng)學生對科學這門學科相關(guān)內(nèi)容的興趣，并在激發(fā)學生的興趣之余，著眼于學生基本的科學探究能力的培養(yǎng)。而在第二冊里則主要側(cè)重于微觀的科學內(nèi)容，深入到分子、原子等微粒模型，最終回歸到人類所賴以生存的地球生態(tài)環(huán)境的建設(shè)上來，科學回歸到社會，巧妙地將科學知識歸結(jié)到科學、技術(shù)與社會的關(guān)系上面來。同時考慮到學生的知識結(jié)構(gòu)特點，在知識難度上作了適當?shù)奶幚恚沟脤W生在理解課程內(nèi)容上不致太難。顯然在安排兩冊課程內(nèi)容時，遵循了由淺入深、由宏觀到微觀的原則。兩冊書在內(nèi)容上又無絕對的界限，反而有一定程度上的交融和互補，從而有助于學生從整體上把握科學課程內(nèi)容。

該套教材以“交互作用的科學”為名，理所當然將大自然中萬物間的交互作用作為每冊教材的重點，故在安排每冊書的內(nèi)容時，又以每冊書中交互作用單元所涉及的內(nèi)容為中心，集中介紹與交互作用相關(guān)的內(nèi)容。且在每冊書中，交互作用主題下的內(nèi)容各有側(cè)重。其中，第一冊主要側(cè)重于力學、熱能及與生活密切相關(guān)的交互作用，譬如藥物、酒精中毒、抽煙等內(nèi)容的選擇，讓學生能夠清楚地認識到科學與技術(shù)對于人類社會是利弊兼有的，但若具備了基本的科學知識與正確的科學態(tài)度，不濫用科學技術(shù)，利終究還是大于弊的。這樣，教材在傳授科學知識的同時，也培養(yǎng)了學生相應(yīng)的道德情操，使學生不致盲目地信賴科學。而第二冊的交互作用主題里，除了承接第一冊的內(nèi)容，講述了聲音的交互作用，并進一步探究了化學變化外，還擴展到了人與自然間的交互作用，從而回歸到生態(tài)系統(tǒng)及與人類生活習習相關(guān)的生態(tài)環(huán)境的建設(shè)上來，將環(huán)保意識及保護有限的地球資源的思想灌輸給學生，巧妙地體現(xiàn)了科學、技術(shù)與社會（STS）三者之間的相互作用。

在安排科學探究的內(nèi)容上面，該套教材也注意了學生的認識水平和知識結(jié)構(gòu)，在教材第一冊中所設(shè)計的科學探究內(nèi)容總體上比較淺，也比較簡單易行，而第二冊中所選擇的科學探究內(nèi)容則在第一冊的基礎(chǔ)上相應(yīng)地有所加深，整個課本基本上做到了循序漸進，有利于學生對科學知識的鞏固，并能夠提高學生的科學探究能力。

另外，兩冊教材均對每章的具體教育目標作了明確的規(guī)定，且各有側(cè)重。其中，第一冊主要是站在教師和編寫者的角度，期望學生能夠達到某些目標，即用“In this chapter,you are expected to”來明確每章的教學目標；而在第二冊中則是站在學生的角度，要求學生能夠掌握相關(guān)的知識和技能，即用“In this chapter, you will learn to”。顯然，兩冊書除了在內(nèi)容上是按由淺入深的方式安排的之外，在對學生的要求上也有著由要求學生認識科學、產(chǎn)生興趣、掌握科學相關(guān)知識到主動發(fā)現(xiàn)科學探究科學的界定。這種結(jié)構(gòu)形式也與教育部所規(guī)定的新的科學課程大綱相吻合，且符合中學生主要以感官來認知社會的心理特點，體現(xiàn)了要求學生在掌握相關(guān)知識的同時對相關(guān)科學產(chǎn)生興趣的課程目標。

總之，在設(shè)計教材的過程中，有關(guān)部門十分注重相關(guān)知識的結(jié)構(gòu)框架，力求做到結(jié)構(gòu)科學，把學生的發(fā)展放在首位，圍繞六大主題，對學科相關(guān)內(nèi)容，由淺入深，由宏觀到微觀到整體，由相關(guān)科學技術(shù)回歸到科學、技術(shù)與社會的交互作用，使學生能夠較好地從整體上把握教材內(nèi)容。同時，在構(gòu)建每冊教材的內(nèi)容時，又以物質(zhì)的交互作用為中心，突出了交互，更有助于提高學生綜合分析問題、解決問題的能力，這與新加坡最新的教育改革思想相吻合。

4 《交互作用的科學》教材的內(nèi)容體系及特點分析

該套教材以學生的認知發(fā)展為主線，以交互作用為中心安排課程內(nèi)容，涵蓋了教育部最新頒布的中學科學課程大綱中所明確規(guī)定的初級中學科學課程[for Special/Express/Normal（Academic）]6個主題的內(nèi)容，突出了“整合”與“探究”兩個特點，強調(diào)了掌握科學知識、科學方法和科學的思考技巧之間平衡性的必要性，要求學生認識到科學課程的學習與實踐主要包括3個方面的內(nèi)容：科學態(tài)度、科學方法（步驟）和科學成果。

教材每章中都考慮到了科學技術(shù)的應(yīng)用、社會意義及科學的價值方面的問題，還強調(diào)了物理、化學以及環(huán)境科學中的基礎(chǔ)概念。并在教材適當?shù)奈恢锰砑恿丝茖W與技術(shù)在日常生活中的應(yīng)用及影響，從而使學生能從“科學與技術(shù)”“科學態(tài)度”“科學方法與技能”3個方面來認識與掌握課程的相關(guān)內(nèi)容。書中所涉及的6個主題的內(nèi)容分別為：1）多樣性；2）循環(huán)；3）能量；4）交互作用；5）模型與系統(tǒng)；6）測量法。其中前面的4個主題與小學科學課程內(nèi)容具有相似性，但在相關(guān)概念等方面作了深化，以期學生能在掌握知識技能和理解科學方法的基礎(chǔ)上加以鞏固。“模型與系統(tǒng)”是對小學科學課程中類似章節(jié)“系統(tǒng)”的進一步擴展，“測量法”則只在初級中學科學課程中加以介紹。而對于小學科學課程中的相關(guān)概念，《交互作用的科學》中再次提到的，則要求學生在知識技能和方法上加以鞏固。

教材每章內(nèi)容均由以下幾個部分組成，分別為：1）具體的教育目標；2）彩色插圖；3）科學趣聞；4）你知道嗎；5）試一試；6）重點；7）復習與探究；8）智囊團（think-tank）；9）探究活動。另外，還有一系列圖標用于指示所需選用的思考方法技能，或所應(yīng)用的信息技術(shù)以及所涉及的國家教育信息，供教師和學生參考。其中，每一個小部分的內(nèi)容都是經(jīng)過精心選擇和處理了的。

1）彩色插圖（Attractive and colorful illustrations），注重選取恰當?shù)牟鍒D，合宜的色彩，設(shè)法激起學生的興趣，最大限度的吸引學生；

2）具體的教育目標（Specific instructional objectives），位于每章的開頭，明確描述了學生在對該章的學習中所應(yīng)達到的目標和所需完成的任務(wù)；

3）科學趣聞（Science Tidbits），提供一些大綱中所未涉及的有趣而且實用的知識片斷摘錄；

4）你知道嗎（Do you know?），由一系列問題組成，引導學生回憶、思考和應(yīng)用所學到的知識，從而幫助學生鞏固重要的概念和原理；

5）試一試（Try This!），主要提供一系列與課程相關(guān)的問題或者活動，要求學生應(yīng)用所學到的知識解決問題；

6）復習與探究（Review and Explore），要求學生收集并利用各種來源（如信息技術(shù)和印刷品等）的材料來回憶、思考、應(yīng)用和進一步探究科學概念，從而達到加強學生對科學課程的學習的目的；

7）智囊團（Think-Tank），由一系列具有不定答案的開放性問題組成，從而能激勵學生嚴謹思考，培養(yǎng)學生的創(chuàng)意思考能力；

8）探究活動（Exploring Activities），包括一系列以學生所學課程為基礎(chǔ)的練習及以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的活動。

重視探究活動是該套教材的一大特色。教材在每章內(nèi)容的編寫設(shè)計中多以“科學就是對真理的探究”為框架，來組織科學課程中貫穿六大主題的相關(guān)技能、方法和態(tài)度。在教材中滲透了科學探究的一系列過程。如教材第二冊第三章“生物體內(nèi)的運輸”（Transport in Living Things）第二節(jié)“擴散”（Diffusion）中，教材先給出擴散的定義，讓學生認識到分子或原子的擴散可以發(fā)生在所給予的任何空間里，然后用高錳酸鉀晶體在水溶液中的擴散及Br2分子與空氣微粒之間的擴散兩個實驗來引導學生驗證擴散作用，讓學生通過觀察推斷在何種情況下擴散發(fā)生得較快，并讓他們自己在觀察氫氣球和充滿二氧化碳的氣球的過程中評價自己的推斷的正確性，并進一步探究前者比后者更容易縮小的原因，最后還以一個問題“為什么在一間空氣平靜的房間里打開一瓶香水，香味仍然可以飄到屋外”來啟發(fā)學生思考更深的問題。該節(jié)還特別標出所需選用的思考技能——觀察與推斷，這些都是科學探究的基本方法，且該節(jié)內(nèi)容的展開過程也就是一個科學探究的過程。這種安排方式不僅貫徹了新加坡教育部關(guān)于加強科學教材中科學探究內(nèi)容的最新改革方針，同時也由于選擇了與學生生活貼近的例子，故比較能夠吸引學生的注意力，激發(fā)學生的興趣和好問的能力。

每章內(nèi)容后面的“復習與探究”中所開辟的專題欄目——探究活動，則多選擇一個或多個與本章內(nèi)容相關(guān)的活動，讓學生自己動腦，自己設(shè)計實驗步驟，自己收集資料，自己在實踐中探索尋找解決問題的方法。在這些探究活動中，不像國內(nèi)科學教材那般注重學生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，而主要側(cè)重于學生獲得信息的能力的培養(yǎng)，多為合作式的活動（Co-operative Project），注重培養(yǎng)學生之間的合作能力及分享知識的意識。這種探究活動相較于“你知道嗎”和“試一試”中的探究活動來說，活動所涉及的知識面相對較廣，活動展開也較復雜，也更能鍛煉學生綜合應(yīng)用知識的能力及解決問題的能力。

教材某些章節(jié)中的“你知道嗎”“試一試”欄目，都容納了許多與學生生活貼近的小的科學探究活動。其中，“你知道嗎”主要涉及問題式的探究活動，多提供一些看似簡單的問題，讓學生從簡單的日常現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，并應(yīng)用所學的知識在探究中尋找答案，如上文那個關(guān)于香水的問題。而某些“試一試”欄目則給出了一般步驟，讓學生在實驗中摸索推斷可能的實驗結(jié)果并試著分析原因。

該套教材探究活動設(shè)置的特點還表現(xiàn)在，教材許多探究活動的設(shè)計中都涉及了信息技術(shù)方面的知識，包含許多以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的趣味活動，這在國內(nèi)的科學教材（國內(nèi)科學教材中的探究活動一般僅以學生所學課程內(nèi)容為基礎(chǔ)）中是罕見的。如課本第一冊第十章“溶液和懸濁液”的探究活動中就有這樣一例：“酸雨是世界上許多地方都面臨的重大問題之一。請學生以三人或四人一組來學習作為嚴重的環(huán)境問題的酸雨的當前情況。”該過程要求學生從網(wǎng)上收集盡可能多的關(guān)于酸雨及其影響的信息，每個小組的成員都必須列舉各自在收集信息的過程中所使用到的URLs、browsers和搜索引擎，且每個小組都要把收集結(jié)果在課堂上公布。最后，每個小組都必須在教師的指導下以E-mail的形式向有關(guān)的酸雨調(diào)查協(xié)會或地方報紙?zhí)峁┛朔嵊陠栴}的可行性建議。此類科學探究活動的進行不僅順應(yīng)了新加坡教育部關(guān)于加強信息技術(shù)教育的改革路線，還能利用這些趣味性的活動來鞏固學生對信息技術(shù)的使用能力，同時也能夠增強學生的時代意識，使學生從小就養(yǎng)成關(guān)注科學最新動向、積極思考解決問題的習慣。

該套教材的另一大特色就是十分注重學生提出問題、分析問題的能力的培養(yǎng)。新加坡教育部關(guān)于初級中學科學課程大綱中就明確指出：“知識是由問題產(chǎn)生的……一旦你學會了問問題，你也就學會了學習。”這一特點主要表現(xiàn)在“你知道嗎”“智囊團”以及每章內(nèi)容中以小圖標的形式呈現(xiàn)的“思考技巧”（Thinking Skills）上。“你知道嗎”多從一個極其平常的問題入手，再在所屬章節(jié)的相關(guān)知識的基礎(chǔ)上引出值得深究的問題，讓學生試著自由思考，培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題的能力。而“智囊團”所涉及的問題通常是針對一章的內(nèi)容而設(shè)計的，具有綜合性和啟發(fā)性。教材還根據(jù)問題的難易程度而適當?shù)丶右蕴崾荆ɑ驗橄嚓P(guān)方法，或為思考過程中應(yīng)注意的因素等），一般無固定答案，學生的思考空間比較大，能夠提問的空間也比較廣。如課本第二冊第三章的相關(guān)欄目下就設(shè)有4個問題，其中一個問題是：“給你一瓶香水，自己設(shè)計一個實驗來測量香味擴散出一個房間所需要的時間。你需要考慮到如何證明香水剛好擴散到房間里某一個特定的地方。你是否可以一直得到相同的結(jié)果？在不同的房間里你也能得到相同的結(jié)果嗎？那么在不同時間同一個房間的測量結(jié)果是否相同呢？在設(shè)計實驗的過程中試著考慮以上幾種因素。”不難看出，這是根據(jù)擴散的原理設(shè)計的一個問題，問題實際上巧妙地從各個方面分析了影響擴散的因素，且又給學生留下了較大的思維空間，讓他們在試著解決問題的同時學會如何從現(xiàn)象的各個方面去提出問題，學會全面思考問題的方式，最終逐步掌握學習的方法，與前文所提及的大綱內(nèi)容相呼應(yīng)。

教材在注重培養(yǎng)學生的提問能力方面確實下了很大功夫，但也有美中不足的地方，即課本“智囊團”所涉及的有一部分問題相對來說比較難，對于初中生的知識結(jié)構(gòu)水平和認知能力來說，無疑是比較困難的。還是以上文所提及的那個例子為例，用一般方法來確定香味剛好在某一特定時間到達屋子里某一特定地點，對一個初中生來說，實在是一件很難的事情，雖然教材設(shè)計該問題的初衷肯定是好的。當然，或許這種挑戰(zhàn)性的問題更能夠激發(fā)學生的興趣，擴大學生的思考空間，從而更能鍛煉學生的思考能力也說不定。

該教材還收錄了大量的圖表和彩色照片，約占整個版面的1/3，用以配合文字解釋說明。它們所蘊涵的信息量的豐富程度、描述功能的直觀及形象程度、對學生興趣的激發(fā)及注意力的吸引強度和持久度，很顯然比單純的文字說明優(yōu)越得多。

總之，在處理教材的內(nèi)容上，該套教材嚴格按照六大主題進行了劃分，在編寫教材內(nèi)容時跳出了以往教材只注重科學知識的理解和掌握，而不太注重學生掌握知識、應(yīng)用知識和獲取信息資料的能力的培養(yǎng)的思想，加強了科學探究，尤其是以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的科學探究在教材中的比例。新教材不僅重視科學知識的獲得和理解，還容納了從具體的方法技術(shù)、思考技術(shù)到得出結(jié)論、解決問題的一系列內(nèi)容，其目標在于為學生進行較高一級的科學學習打好基礎(chǔ)，提高學生基本的科學與技術(shù)的文化素養(yǎng)，培養(yǎng)學生成為具備廣博的科學知識的有責任心的青年。同時，把培養(yǎng)學生的提問能力和形成良好的學習方法聯(lián)系起來，讓學生能在分析問題、解決問題的過程中學會提問，這些都是很多科學教材內(nèi)容處理上所值得借鑒的。

5 結(jié)束語

《交互作用的科學》作為新加坡目前共用的初級中學科學教材，充分體現(xiàn)了基礎(chǔ)性與先進性、人文性與應(yīng)用性的統(tǒng)一，并具有科學性與教育性。教材對大多數(shù)知識點的3個水平都處理得恰到好處，基本上符合學生的心理發(fā)展規(guī)律，能激發(fā)學生對科學課程的興趣，較好地體現(xiàn)了新加坡最新科學課程大綱規(guī)定的教材特征。

同時，教材以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)意思考能力為指導思想，以學生的認知發(fā)展規(guī)律為主線安排課程內(nèi)容，以“科學就是對真理的探究”為框架，組織貫穿了物質(zhì)科學和生命科學等學科六大方面的主題內(nèi)容，增加了貼近學生生活、科技新發(fā)展、技術(shù)應(yīng)用以及實踐操作等方面的知識。強調(diào)科學意識、科學方法、科學道德的教育，在展示人類探索自然的過程中，培養(yǎng)學生探究自然的興趣和態(tài)度、進一步學習自然科學的方法和能力，能夠使學生在掌握科學知識的基礎(chǔ)上，對科學產(chǎn)生較濃厚的興趣，并能逐步提高學生提出問題、解決問題的能力，較好地實現(xiàn)了新加坡教育部科學課程改革的目標，順應(yīng)了國際基礎(chǔ)教育改革的“課程綜合化、信息化和科學化”的總趨勢。其在科學探究的活動中安排以信息技術(shù)為基礎(chǔ)的探究活動，多方面重視提高學生提出問題、分析問題能力的內(nèi)容編排方式等，都是值得我國科學教材編寫者及相關(guān)工作者借鑒的。

[1]文靜.如何對科學態(tài)度、情感與價值觀進行評價:基于新加坡《交互作用的科學》的思考[M].內(nèi)蒙古教育,2008(9).

[2]孫世云.基于科學方法的教材內(nèi)容組織:新加坡“Interactive Science”教材解析[J].中國科教創(chuàng)新導刊.2011(6):6-7.

[3]駐新加坡教育處.新加坡教育發(fā)展戰(zhàn)略概述[J].世界教育信息,2002(7):1-5.

[4]王學風.面向21世紀的新加坡基礎(chǔ)教育改革[J].外國教育研究,2002(2):37-40.

[5]高霞.美國STC教材簡介[J].外國教育研究,2002(3).

[6]楊廣軍,陳嫻.加拿大《科學》教材版面設(shè)計與編排特點述評[J].教育科學,2002(6):25-26.

[7]Tho Lai Hoong, Ho Peck Leng.Interactive Science 1 [Special/Express/Normal (Academic)][M].SNP Pan Pacific Publishing,2001.

[9]Tho Lai Hoong, Ho Peck Leng.Interactive Science 2 [Special/Express/Normal (Academic)][M].SNP Pan Pacific Publishing,2002.