王鶴 張家琪 吳偉

摘 要：STC教材每節(jié)內(nèi)容主要由情境引入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備、探究實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)反思、知識(shí)運(yùn)用6大部分組成。教材首先創(chuàng)造生活情境引入課題，而后讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，接著指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和實(shí)驗(yàn)反思，最后將知識(shí)運(yùn)用到生活實(shí)際中。內(nèi)容的編排符合學(xué)生的認(rèn)知過(guò)程，有利于促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)?；谏鲜龇治?，對(duì)國(guó)內(nèi)物理教材的編寫(xiě)提出了三點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：STC教材；編排；密度

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-6148（2018）10-0018-3

物理教科書(shū)是教與學(xué)的重要工具，不同版本的教材在結(jié)構(gòu)安排和內(nèi)容篩選上各具特色，其依據(jù)的教育理論也各不相同。與國(guó)內(nèi)教材相對(duì)比，美國(guó)中小學(xué)生廣泛使用的STC教材（Science and Technology for Children）在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上都有著獨(dú)特、鮮明的特點(diǎn)，因此不論是透析其課程理念，還是分析其內(nèi)容編排，對(duì)國(guó)內(nèi)科學(xué)教材的編寫(xiě)和教師的教學(xué)設(shè)計(jì)都具有啟發(fā)作用和參考價(jià)值。

1 STC教材簡(jiǎn)介

STC（Science and Technology for Children）是美國(guó)中小學(xué)現(xiàn)行科學(xué)教材之一，它是在美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NSES）的指導(dǎo)下進(jìn)行編寫(xiě)的，是美國(guó)使用較為廣泛的中小學(xué)科學(xué)教育課程教材，其課程體系相當(dāng)完備，涵蓋了學(xué)生從幼兒園到12年級(jí)要學(xué)習(xí)的物理、化學(xué)、生物等科學(xué)知識(shí)。它特別強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究，每節(jié)課都有多個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)，屬于以學(xué)生為中心的課程類型。

2 STC教材的內(nèi)容與編排分析

STC教材每一章都圍繞一個(gè)大主題展開(kāi)，大主題下又包括多個(gè)小主題。其中，每節(jié)課的內(nèi)容都按照情境引入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、探究實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)反思、結(jié)論應(yīng)用這六個(gè)版塊進(jìn)行編排。下面以“密度的確定”內(nèi)容為例分析STC教材內(nèi)容與設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（見(jiàn)表1）。

從對(duì)以上兩版本教材內(nèi)容的分析，我們可以發(fā)現(xiàn)STC教材“密度的確定”內(nèi)容涵蓋以下幾個(gè)特征要素。

2.1 貼合生活實(shí)際的課題引入

“密度的確定”以學(xué)生熟悉的潛水情景引入新課，并提出“他是怎么做到潛水的？”“為什么既可以浮到海平面又可以潛到海底？”兩個(gè)問(wèn)題，讓學(xué)生帶著問(wèn)題去學(xué)習(xí)新內(nèi)容。

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)總是與一定的社會(huì)文化背景即“情境”相聯(lián)系的，在實(shí)際情境下進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以使學(xué)習(xí)者利用原有的經(jīng)驗(yàn)去理解和同化新知識(shí)，如果原有經(jīng)驗(yàn)不能同化新知識(shí)，則學(xué)習(xí)者需對(duì)原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造與重組。

通過(guò)創(chuàng)設(shè)學(xué)生熟悉的生活情境展開(kāi)教學(xué)，將課題和生活現(xiàn)象結(jié)合起來(lái)，挖掘?qū)W生的前概念，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，又縮小了問(wèn)題難度，有利于學(xué)生同化或者順應(yīng)過(guò)程的完成。另外，用生活現(xiàn)象引出要探究的問(wèn)題，有利于培養(yǎng)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的意識(shí)。

2.2 具體且可行的學(xué)習(xí)目標(biāo)

STC教材有別于國(guó)內(nèi)眾多科學(xué)教材的一個(gè)鮮明特點(diǎn)是有著具體且可行的學(xué)習(xí)目標(biāo)，它在“本節(jié)目標(biāo)”環(huán)節(jié)專門(mén)呈現(xiàn)給學(xué)生一節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，“密度的確定”有5個(gè)目標(biāo)（見(jiàn)表1），目標(biāo)的指向性很明確，學(xué)生清楚地知道應(yīng)該做什么，且目標(biāo)的達(dá)成難度層層遞進(jìn)，前面目標(biāo)是后面目標(biāo)的基礎(chǔ)。

2.3 完備的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

STC教材的實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要是使學(xué)生明白實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)原理，減少學(xué)生不知道怎么做的迷茫感，以促進(jìn)學(xué)生順利展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。“密度的確定”的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要有3步（見(jiàn)表1），主要促使學(xué)生通過(guò)討論認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)涉及到的物理量，并通過(guò)閱讀確定質(zhì)量和體積的測(cè)量方法及其密度的計(jì)算方法。STC教材通過(guò)學(xué)生的討論、閱讀或者實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論，充分體現(xiàn)了學(xué)生才是建構(gòu)知識(shí)的主體。

2.4 步驟明了的實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)

STC教材的實(shí)驗(yàn)探究的步驟清晰明了，“密度的確定”中測(cè)量水的質(zhì)量和體積的實(shí)驗(yàn)共有11個(gè)步驟（見(jiàn)表1）。前面的步驟幫助學(xué)生掌握儀器的使用方法，明確實(shí)驗(yàn)方案；后面的步驟以問(wèn)問(wèn)題的方式引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)密度的物理意義和計(jì)算方法等；討論交流實(shí)驗(yàn)方案、匯報(bào)結(jié)果這兩個(gè)步驟的設(shè)置充分體現(xiàn)了建構(gòu)主義中“協(xié)作學(xué)習(xí)”的教學(xué)原則，學(xué)生在自我建構(gòu)對(duì)外界的認(rèn)識(shí)的同時(shí)，也將自我認(rèn)識(shí)反饋給外界，有利于培養(yǎng)學(xué)生的溝通與協(xié)作能力。

2.5 以問(wèn)題串起的實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié)

STC教材中實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié)以問(wèn)題作為認(rèn)知平臺(tái)，通過(guò)不斷地提出問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行思考，并由學(xué)生自主解決問(wèn)題和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，此舉有利于促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握物理概念或者物理公式。另一方面，也體現(xiàn)出學(xué)生才是學(xué)習(xí)的主體，教師只起到輔助、引導(dǎo)作用。如表1所示，“密度的確定”的實(shí)驗(yàn)反思用6個(gè)問(wèn)題從物理量單位、計(jì)算方式、物理量的物理意義這3個(gè)角度加深學(xué)生對(duì)密度的理解。

2.6 回歸生活的知識(shí)運(yùn)用

STC教材在回歸生活這一環(huán)節(jié)總是給出相關(guān)的生活現(xiàn)象或者相關(guān)的物理史實(shí)，讓學(xué)生感受相關(guān)物理知識(shí)的發(fā)展歷史或者讓學(xué)生利用已學(xué)的知識(shí)解釋一些生活現(xiàn)象?！懊芏鹊拇_定”讓學(xué)生認(rèn)清生活中質(zhì)量和重力的區(qū)別，并講述了阿基米德判斷王冠是否摻假的歷史故事。蘇科版教材也以閱讀材料的形式普及一些先進(jìn)的技術(shù)或者解釋一些相關(guān)的生活現(xiàn)象，與STC教材的回歸生活環(huán)節(jié)有著異曲同工之效。學(xué)習(xí)過(guò)程的最終目的是完成意義建構(gòu)，在教師的輔助下，學(xué)生通過(guò)自我建構(gòu)獲得知識(shí)，但能夠應(yīng)用知識(shí)解釋生活現(xiàn)象或者解決問(wèn)題才是學(xué)習(xí)的最終目的。

從以上六個(gè)特點(diǎn)我們發(fā)現(xiàn)，STC教材以描述生活場(chǎng)景的照片引入新課，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生活和自然現(xiàn)象思考，讓學(xué)生帶著問(wèn)題進(jìn)行學(xué)習(xí)。具體明確的目標(biāo)設(shè)置告訴學(xué)生此節(jié)課的主要內(nèi)容，使學(xué)生明確本節(jié)的學(xué)習(xí)目的。STC教材將課程內(nèi)容融入探究實(shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)中，在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)使學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)儀器、掌握儀器的使用方法以及實(shí)驗(yàn)原理，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中鍛煉學(xué)生的合作交流能力和自主思考能力，在實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié)促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步掌握物理概念的本質(zhì)和物理意義。在回歸生活環(huán)節(jié)中，對(duì)相關(guān)生活現(xiàn)象的解釋有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3 啟 示

由上述可知，蘇科版比STC教材少了學(xué)習(xí)目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)反思三個(gè)部分，多了3W部分。基于上述分析，針對(duì)物理教材的編寫(xiě)提出以下幾點(diǎn)建議。

3.1 制定學(xué)習(xí)目標(biāo)環(huán)節(jié)

學(xué)習(xí)目標(biāo)可以增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的指向性，有利于學(xué)生整體把握一節(jié)課的內(nèi)容，可使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中隨時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)的方向，在課堂結(jié)束時(shí)也方便檢查是否達(dá)到了對(duì)應(yīng)的目標(biāo)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的元認(rèn)知能力。STC教材每一節(jié)都有清晰的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)置。反觀國(guó)內(nèi)情況，類似學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)置多在教輔書(shū)上，多是以教學(xué)目標(biāo)的形式呈現(xiàn)給教師，學(xué)生接觸不到學(xué)習(xí)目標(biāo)。

3.2 增加實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

STC教材中實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)以文字的形式告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)流程、實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)原理，有利于減少學(xué)生不知道做什么、怎么做的迷茫感。蘇科版教材沒(méi)有此環(huán)節(jié)，往往通過(guò)教師的講解告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的流程、要求和原理。但是，學(xué)生層次分布不均勻、注意力容易分散，會(huì)直接導(dǎo)致部分學(xué)生不能消化老師講解的內(nèi)容。也許增加實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，將其以清晰的步驟呈現(xiàn)在教材中是一種解決辦法。

3.3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié)

蘇科版教材在每一章的綜合實(shí)踐活動(dòng)中設(shè)有反思與評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)，但沒(méi)有在每節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中設(shè)置反思環(huán)節(jié)。STC教材每節(jié)課都有實(shí)驗(yàn)反思環(huán)節(jié)。反思不僅有利于學(xué)生加深對(duì)物理概念和物理規(guī)律的理解，也是培養(yǎng)學(xué)生元認(rèn)知能力的一種方法。

總之，一套優(yōu)秀教材內(nèi)容的廣度和深度的選擇固然重要，合理的內(nèi)容設(shè)計(jì)與編排也不容小覷。如何促進(jìn)學(xué)生更好地理解與建構(gòu)教材內(nèi)容，其內(nèi)容編排就顯得尤為重要。不同教材的內(nèi)容的選擇和結(jié)構(gòu)的安排各有特點(diǎn)，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，如何博采眾長(zhǎng)從而設(shè)計(jì)出優(yōu)質(zhì)的課堂工具書(shū)仍是物理教育工作者不懈奮斗的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1]高文， 徐斌艷， 吳剛. 建構(gòu)主義教育研究[M]. 北京：教育科學(xué)出版社， 2008.

[2]劉思研， 楊培禾. 美國(guó)科學(xué)教材FOSS、STC、INSIGHTS比較分析[J]. 基礎(chǔ)教育， 2011（6）：97-102.

[3]高霞.美國(guó)STC教材簡(jiǎn)介[J]. 外國(guó)教育研究， 2002（3）：32-36.

[4]閆蒙鋼， 朱小麗， 孫影. 美國(guó)STC教材與我國(guó)小學(xué)科學(xué)教材的比較[J]. 比較教育研究， 2009（2）：68-72.

[5]陳嫻，楊廣軍，楊欣. 淺談外國(guó)教材插圖的特點(diǎn)和功能——對(duì)美國(guó)STC初中四冊(cè)科學(xué)教材插圖的剖析[J]. 教育學(xué)報(bào)， 2004（1）：45-48.

[6]張俊麗.美國(guó)小學(xué)科技課程——STC項(xiàng)目述評(píng)[J]. 外國(guó)中小學(xué)教育，2002（1）：44-47.