深圳市張海銀教育科研專家工作室，以《基于課程改革的中外中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)課程的比較研究》課題為依托，完成了首期“中美中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)課程的比較研究”，主要通過研究美國培生教育出版社（Pearson Education） 2010年出版的中學(xué)生物核心教材“Biology”及配套實(shí)驗(yàn)冊(cè)的實(shí)驗(yàn)課程及教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置特點(diǎn)，為國內(nèi)的中學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)和教材編寫提供借鑒。那么，美國生物實(shí)驗(yàn)課程及其教學(xué)內(nèi)容的設(shè)置有什么特色呢？

一、實(shí)驗(yàn)類型多樣化

該教材安排了豐富而多樣化的科學(xué)探究活動(dòng)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)類型除了大量的實(shí)操性實(shí)驗(yàn)，也有科學(xué)思維訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)。包括實(shí)境實(shí)驗(yàn)（Real-World Lab）、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（Design an Experiment）、探究實(shí)驗(yàn)（Exploration Experiment）、資料分析（Analyzing Date）、問題解決（Problem Solving）、探究活動(dòng)（Inquiry activities）、小實(shí)驗(yàn)（Quick lab）、認(rèn)證性實(shí)驗(yàn)（forensics lab）、技能型實(shí)驗(yàn)（skill lab）等多種形式的實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，有的安排在主教材之內(nèi)，有的安排在實(shí)驗(yàn)手冊(cè)之內(nèi)，實(shí)驗(yàn)手冊(cè)又分為實(shí)驗(yàn)手冊(cè)A（教師用書）和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)B（學(xué)生用書）。

二、科學(xué)探究能力目標(biāo)設(shè)置具有針對(duì)性和有效性

該教材將科學(xué)探究能力所必備的技能進(jìn)行分解，包括觀察和解讀、做出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、繪制與運(yùn)用圖表、預(yù)測(cè)、概念應(yīng)用、獲取信息、分類、比較、解釋數(shù)據(jù)、解釋科學(xué)圖示、構(gòu)建模型、得出結(jié)論和因果推斷等。實(shí)驗(yàn)手冊(cè)在完整的課題實(shí)驗(yàn)前先設(shè)置了實(shí)驗(yàn)技能欄目，對(duì)科學(xué)探究技能和實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行單項(xiàng)的訓(xùn)練，并有清晰的目標(biāo)達(dá)成的標(biāo)準(zhǔn)，能指導(dǎo)學(xué)生有效地掌握科學(xué)探究的單項(xiàng)技能，為后面的完整實(shí)驗(yàn)的實(shí)施奠定了一定的基礎(chǔ)；然后再通過各單元中每一個(gè)具體課題完整的探究活動(dòng)，為學(xué)生提供了應(yīng)用這些科學(xué)方法和技能的情景，讓這些技能在解決具體問題和多樣化的活動(dòng)環(huán)節(jié)中得到有機(jī)結(jié)合，避免了探究能力培養(yǎng)的簡(jiǎn)單性和程序性。此外，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都通過“技能聚焦”的形式，只著重強(qiáng)調(diào)其中幾個(gè)的能力目標(biāo)，針對(duì)性地設(shè)計(jì)活動(dòng)引導(dǎo)學(xué)生深入探究，使科學(xué)思維和探究技能的培養(yǎng)更具針對(duì)性和有效性，促進(jìn)學(xué)生更深入地掌握探究技能。

三、重視實(shí)驗(yàn)安全教育

美國實(shí)驗(yàn)課堂始終把安全性放在首位，其實(shí)驗(yàn)安全教育具有較高的專業(yè)化程度。該教材在實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的開始部分就專門設(shè)置了“生物實(shí)驗(yàn)室安全”欄目，包括“安全警示圖標(biāo)、科學(xué)的安全規(guī)則、安全合同”三部分。教材首先解釋了19種“安全警示圖標(biāo)”的含義及注意事項(xiàng)；然后從穿戴規(guī)范、急救、藥品器具的使用、加熱燃燒、生物處理、器具整理等方面對(duì)“科學(xué)的實(shí)驗(yàn)規(guī)則”進(jìn)行了規(guī)范要求；最后要求學(xué)生必須簽訂安全合同才能進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室參與活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)安全教育的這種設(shè)計(jì)以人為本，考慮得非常細(xì)致，具有很強(qiáng)的可操作性和可遵循性。

四、內(nèi)容呈現(xiàn)形式嚴(yán)謹(jǐn)、系統(tǒng)且標(biāo)準(zhǔn)化

該教材對(duì)實(shí)驗(yàn)欄目采用了標(biāo)準(zhǔn)化的框架呈現(xiàn)形式，每個(gè)實(shí)操性實(shí)驗(yàn)一般包括8個(gè)模塊：?jiǎn)栴}、前言、技能聚焦、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)安全、實(shí)驗(yàn)前思考、分析與討論、拓展探究。首先通過“問題”明確實(shí)驗(yàn)所要解決的具體問題；在介紹了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)后，提出幾個(gè)關(guān)于實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的“實(shí)驗(yàn)前思考”，再讓學(xué)生帶著問題，按照實(shí)驗(yàn)步驟開展實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)完成后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)過程中的操作和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象展示“分析與討論”；最后是實(shí)驗(yàn)的延伸問題——“拓展探究”。這種框架能幫助學(xué)生理解科學(xué)家在探究問題答案時(shí)的過程和使用的科學(xué)技能，加深學(xué)生對(duì)探究過程本質(zhì)特征的理解，也能使學(xué)生的思維過程更具組織性和系統(tǒng)性。

五、基于問題解決模式，創(chuàng)設(shè)了嚴(yán)密而富于邏輯的問題情境

該教材整個(gè)實(shí)驗(yàn)課程體系是基于問題解決模式的。每一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究都是通過“問題”模塊從一個(gè)給定的問題任務(wù)開始，引導(dǎo)學(xué)生靈活地應(yīng)用各種科學(xué)方法和科學(xué)思維解決問題，使各種技能得到有機(jī)的整合，真正發(fā)展起探究能力。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都有針對(duì)性的具體的技能要求，這些技能會(huì)在實(shí)驗(yàn)的“分析討論”模塊中由問題的形式進(jìn)行運(yùn)用、發(fā)展。問題的設(shè)置常由淺入深，逐步擴(kuò)展和延伸，每一個(gè)問題均對(duì)應(yīng)一項(xiàng)具體的技能，創(chuàng)設(shè)了嚴(yán)密、富于邏輯而極具導(dǎo)向性的問題情境，能引導(dǎo)學(xué)生沿著一定的思維路徑，應(yīng)用各種思維和方法，發(fā)展起探究能力相關(guān)的理解和技能，更易在新的問題解決情景中實(shí)現(xiàn)遷移?；趩栴}解決模式的科學(xué)探究活動(dòng)也有助于教師對(duì)學(xué)生存在的問題做出診斷，有針對(duì)性的開展教學(xué)。