美國中學生命科學教材圍繞生物學核心素養的編排特色

周 潔

(華中師范大學第一附屬中學 武漢 430223)

美國中學理科核心教材《Glencoe Science:Introduction to the Life,Earth and Physical Science》是McGraw Hill圖書出版公司出版的6～8年級教材。其中，三個系列之一《生命科學》教材再分為：《生命科學·生命的基礎》；《生命科學·微生物和植物》；《生命科學·動物》；《生命科學·人體》；《生命科學·生態系統》共5個分冊。

《生命科學》教材的內容根據學生的學習過程進行編排，是遵循學生對知識的發現、探索和認知規律，可大致將其分為學習前、學習中和學習后三個不同的階段，各階段均設置了豐富類型的板塊和欄目。該教材通過設置多樣化的板塊和欄目類型，將教學內容組織得嚴謹而有序，也將抽象的科學知識呈現得生動而形象具體，增強了教材閱讀體驗的趣味性。同時，不同板塊和欄目類型的比例設置各有側重，對學習前和學習后這兩個階段的內容編排尤為重視，相比學習中的板塊和欄目設置要更加細化和具體，反映出學生進行自主預習和復習的重要性和必要性。

1 理解認知生命觀念

生命觀念是生物學核心素養的首要內涵和表現，如何促使學生有效地形成和發展生命觀念是生物學科教學中的一個重要議題。在教學活動中，讓學生通過觀察生命現象來掌握生物學科知識的基本概念，在理解生物學概念的基礎上再形成生命觀念的概念框架，從而感悟知識中所蘊含的生物學基本思想，如結構與功能、進化與適應、穩態與平衡和物質與能量等，進而加深對生物科學本質的理解。

例如，在《人體》分冊第二章第一節“營養物質”中，首先通過開頭的“學習聚焦”欄目中的知識小卡片“你會學到什么”告訴學生將學到：區分6種營養物質，鑒別每種營養物質的重要性，解釋飲食和健康的關系；然后通過知識小卡片“為什么很重要”告訴學生：如果知道身體每天都消耗了哪些營養物質就可以選擇更健康的食物；最后，在文末的“章節回顧”欄目中通過“技能應用”小卡片，讓學生解讀3種不同類型食物的食品標簽上的營養成分信息[1]。這樣，就將營養物質、飲食和健康三者結合到一起，利用生物學思想和核心概念來解釋具體的事物，從而有助于學生將新知識融入到自己現有的知識框架中，指導和探究生命活動規律并形成生命觀念。

此外，在每一章內容結束時，都會通過“學習指南”這個板塊再次回顧本章各小節重點知識，并將核心概念制作成一張“形象化概念圖”讓學生完成填寫(圖略)，進行知識的整合和梳理，再次強化生物學知識的系統化和概念框架。

2 逐步發展理性思維

通過正確啟發學生自己獨立思考，合理引導學生與他人進行交流、討論與反思，從而逐步培養出來的理性思維習慣，需要通過設計并實施合理的教學活動來實現[2]。在這套教材的編寫中，教學活動首先被設計放在類型豐富的各大板塊中。如“內容導讀”“預備活動”和“學習準備”這三個板塊均為學生的自主預習階段而設計，再根據教學內容的特點細化為各種小的欄目來組織和實施。如“內容提要”“導航實驗”和“折疊式學習卡”等，從而創設多種學習情境，讓學生在情境體驗中發現問題、提出問題并解決問題，使學生的理性思維得到逐步發展。

例如，在《動物》分冊開頭的“內容導讀”這一板塊，用一個生動有趣的事例“動物與飛機的關系”作為本書的導入部分，啟發學生思考教材即將探討的主題，并進一步通過“內容提要”這一欄目提示每章所含各小節的學習要點。再以第一章“動物學入門”一節為例，在“預備活動”這一板塊中：首先，通過欄目“導航實驗”讓學生動手參與實驗來比較動物界中的三種不同類型的對稱性，初步認識到動物界所包含的多種多樣的群體既有相似的特征也有不同的適應性。然后，設計了欄目“折疊式學習卡”讓學生親自制作知識小卡片，幫助學生區分不同類群動物的主要特征從而理清學習思路。接著，在“學習準備”這一板塊中，讓學生通過“閱讀與理解”“思考與討論”和“應用與總結”這三個步驟學會辨別動物的對稱性及其他特征，并推斷是否將其細分到具有共同主要特點的某一動物類群中[3]。

整套教材共涉及預測、聯想、概括和確定因果關系、對比和比較、推論、做筆記和問與答等多種理性思維方式的訓練。

3 掌握科學探究方法

本套教材對實驗環節尤為重視，編排了不同類型和難度的實驗活動，在每一章結束時均設有“實驗室”這一板塊，在每本教材之后也對應每章內容設置了“家庭實驗室”欄目。同時，在每一節正文當中也有“迷你實驗”這一欄目。此外，在每一章開頭的“預備活動”板塊和正文部分中也設有“科學日記”“科學在線”和“科學統計”欄目訓練學生的科學思維，提供一些科學方法的資源供學生學習。在“實驗室”板塊中一般包括現實中的問題、實驗過程(如形成假設、驗證假設和分析數據等)和結論與應用三個步驟，引導學生從現實情境出發，體驗科學情境，再回到熟悉的情境中去。

例如，在《人體》分冊第三章第一節“循環系統”中的實驗室板塊，就是讓學生利用秒表測量和比較自己及搭檔分別在靜息時和慢跑后的脈搏速率。然后，通過“交流你的數據”這一欄目讓學生進行討論和反思，進而歸納出生物學知識的本質和規律[1]?！凹彝嶒炇摇睓谀縿t是讓學生回到家中利用一些來自廚房、院子或商店的常見材料甚至是廢品進行簡單的科學實驗探究活動。而“迷你實驗”欄目則一般包括實驗過程和分析兩個部分，通過創設一些簡單易操作的情境，利用一些日常用品甚至是借助自己行為來模擬復雜的科學實驗步驟。如迷你實驗“推斷你心臟的工作強度”，實驗過程僅包括三個步驟：①握緊拳頭并觀察它的尺寸；②將拳頭放在一碗水中，先放松再握緊使得水能夠從拇指和食指之間擠出；③持續擠壓保持3 min并記錄每分鐘擠壓的次數[1]。

通過參與不同層次的實驗活動，學生的認知方式和探究過程從簡單過渡到復雜，從而逐漸形成生物學的邏輯推理和思維方法。

4 承擔實踐社會責任

從經合組織的“人與社會”、歐盟的“融入社會與勝任工作”和美國的“生活與職業技能”到我國的“社會責任”，核心素養的內涵都強調了“社會”這一層面，因而在生物學科的實際教學過程中對于學科核心素養的培養也必須要包含社會參與和社會責任在內?！渡茖W》這套教材注重生物科學與社會、生活及其他學科之間的聯系，重視跨情境的體驗和跨學科的交融，將不同學科知識進行遷移和應用，教會學生利用生物學的知識聯系解決社會和生活中的實際問題。在教材的編排上，每一節正文中均設有一個欄目“結合職業”或“結合其他學科”，其他學科包括物理、化學、地球科學、環境科學、天文學、數學、社會科學、歷史、文學和藝術等。

例如，在《生態系統》分冊第三章第三節“水生生態系統”一節中，在“結合職業”這一欄目中就介紹一位環境保護作家蕾切爾·卡遜在美國漁業與野生動物管理局做了15年編輯后辭職改行寫作的事跡，其代表作“寂靜的春天”就是警示人們關注長期濫用殺蟲劑的后果，向社會大眾普及自己的環境保護知識及對自然界的熱愛[4]。教材將生物學科的教學與社會中不同職業和學科知識相聯系，而不只是限定于生物學科知識本身，正是訓練學生基于對生物學的認識參與社會事務并嘗試解決社會生活中的生物學問題的能力。再如《人體》分冊一書在各章節通過介紹人體生理系統相關的疾病與健康失調的問題，倡導學生主動向他人宣傳健康生活、關愛生命等相關知識[1]。

生物學科要教會學生正確看待人與自然的關系，熱愛并尊重自然，合理利用自然資源，倡導綠色的生活方式，讓社會實現可持續發展。