科学探究首先强调探究活动的主体是学习者,学习生命科学要求学生亲身参与活动来理解知识和提高科学素养。其次,科学探究活动强调学生积极主动地去发现科学知识的内在结构及获取积极的情感体验。最后,要求学习者在科学探究的活动中构建自己的科学知识体系。
1.探究性活动数量的差异
中美两套生命科学教材的科学探究栏目类型各有特色。两套教材都设置了不同功能的科学探究栏目,如美国教材的“起步实验”“迷你实验”“技能训练”和“实验”,上教版的“活动园地”“思考与讨论”和“实验与实践”。这些栏目都不同程度地突出科学探究活动是获取知识和概念的主要途径,科学探究来源于生活,它能增进对科学本质的理解。但通过表4-16的比较,我们可以发现,美国教材由于编写详细,章节内容量大,同一主题或章节所对应的探究性活动数量遥遥领先,且探究内容更为丰富多样,能够从生活中取材,激发学生的学习兴趣。
2.探究性活动中学生学习主动性引导上的差异
学生对学习的兴趣很重要,激发学生的学习动机是生命科学教学的首要任务。在科学探究活动中强调学生积极主动地参与探究过程,对自然界保持较高的好奇心,这就要求教材中的探究活动能够结合学生实际选取较为有吸引力的活动方式来掌握科学知识。在生命科学的学习过程中,我们强调开展以学生为主体、教师为主导的探究性活动。教师为学生营造特定的学习氛围来指导科学探究活动有序开展,帮助学生创设学习情境。通过表4-13的分析,我们发现美国教材在课文的开端设计了起步实验。如图4-14所示,以美国教材第一章“Classifying and Exploring Life”为例,全章共有三节课文,每节课文的正文之前都有一个10分钟的起步实验。第一节生命的特征以“它是不是活的?”为起步实验。第二节生物分类以“你如何区别相似的物体?”为起步实验。第三节探索生命以“一滴水能否使物体变大?”为起步实验。每个起步实验都紧扣主题,为引出正文做铺垫。这种提问及动手的方式,让学生产生好奇心并主动地思考、讨论和实验来寻找答案。通过这样一个环节,学生带着自己的疑问与思考开启新内容的学习。他们会对教学内容更有兴趣,也更愿意主动探究未知的问题。如图4-15所示,以上教版教材第一章的第一节“人体是怎样构成的”为例,文章在开端设置了“背景知识”环节,学生通过阅读背景信息,不仅掌握了一定的知识,也自然而然地引出了课堂主题。纵观美国教材,文章中也不乏类似的知识补充栏目,但都是附在章节复习之后,以便感兴趣的学生阅读。如美国教材中第一章第一节课文后的“The Amazing Adaptation of an Air-breathing Catfish”和第二章第二节课文后的“A Very Powerful Microscope”(图4-16)。这些课外补充知识也都是非常新颖有趣,能够激发学生的探知欲望。
图4-14 美国教材第一章每节课文对应的起步实验一览
综上所述,论及以培养学生探究与创新精神的现代生命科学教育,美国教材在设计上似乎更为合理,上教版教材较为直白的正文开启和主题引入模式不能充分调动学生的自我探究能力。(www.xing528.com)
3.探究性活动设置上的差异
探究性活动必须稍高于学生现有知识,但仍需适合初中生的知识水平、认知水平和能力基础。纵观上教版教材中的一系列探究活动,我们可以发现一些探究性的学习主题远高于初中生现有的知识水平及能力,例如“探究人体生命活动的整体性与协调性”(图4-17)。这些探究内容较为深奥,且之前的学习内容只是讲述了细胞与器官的基本知识,简单罗列了人体的八大系统,但并未讲述具体的生理功能。在此知识背景下,学生很难就问题展开有效的讨论。而美国教材的探究活动则设置的较为巧妙,主题紧扣课文内容及生活,在难度上不会让学生感到无从下手,又能激发学生的好奇心与求知欲。
图4-15 上教版教材第一章第一节开端的知识背景环节
图4-16 美国教材中的课外知识补充栏目
图4-17 上教版教材中思考与讨论活动“人体生命活动的整体性与协调性”
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