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)、實驗前的準(zhǔn)備、探究實驗、實驗反思、知識運用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)行實驗探究和實驗反思，最后將知識運用到生活實際中。內(nèi)容的編排符合學(xué)生的認(rèn)知過程，有利于促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)知識。基于上述分析，對國內(nèi)物理教材的編寫提出了三點建議。

關(guān)鍵詞：STC教材；編排；密度

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

物理教科書是教與學(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。與國內(nèi)教材相對比，美國中小學(xué)生廣泛使用的STC教材（Science and Technology for Children）在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上都有著獨特、鮮明的特點，因此不論是透析其課程理念，還是分析其內(nèi)容編排，對國內(nèi)科學(xué)教材的編寫和教師的教學(xué)設(shè)計都具有啟發(fā)作用和參考價值。

1 STC教材簡介

STC（Science and Technology for Children）是美國中小學(xué)現(xiàn)行科學(xué)教材之一，它是在美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》（NSES）的指導(dǎo)下進(jìn)行編寫的，是美國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年級要學(xué)習(xí)的物理、化學(xué)、生物等科學(xué)知識。它特別強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究，每節(jié)課都有多個科學(xué)探究活動，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大主題展開，大主題下又包括多個小主題。其中，每節(jié)課的內(nèi)容都按照情境引入、學(xué)習(xí)目標(biāo)、實驗準(zhǔn)備環(huán)節(jié)、探究實驗、實驗反思、結(jié)論應(yīng)用這六個版塊進(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)計的特點（見表1）。

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

2.1 貼合生活實際的課題引入

“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？”兩個問題，讓學(xué)生帶著問題去學(xué)習(xí)新內(nèi)容。

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

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

2.2 具體且可行的學(xué)習(xí)目標(biāo)

STC教材有別于國內(nèi)眾多科學(xué)教材的一個鮮明特點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個目標(biāo)（見表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 完備的實驗準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

STC教材的實驗前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要是使學(xué)生明白實驗流程、實驗要求和實驗原理，減少學(xué)生不知道怎么做的迷茫感，以促進(jìn)學(xué)生順利展開實驗?！懊芏鹊拇_定”的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)主要有3步（見表1），主要促使學(xué)生通過討論認(rèn)識實驗涉及到的物理量，并通過閱讀確定質(zhì)量和體積的測量方法及其密度的計算方法。STC教材通過學(xué)生的討論、閱讀或者實驗探究得出結(jié)論，充分體現(xiàn)了學(xué)生才是建構(gòu)知識的主體。

2.4 步驟明了的實驗探究環(huán)節(jié)

STC教材的實驗探究的步驟清晰明了，“密度的確定”中測量水的質(zhì)量和體積的實驗共有11個步驟（見表1）。前面的步驟幫助學(xué)生掌握儀器的使用方法，明確實驗方案；后面的步驟以問問題的方式引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識密度的物理意義和計算方法等；討論交流實驗方案、匯報結(jié)果這兩個步驟的設(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)對外界的認(rèn)識的同時，也將自我認(rèn)識反饋給外界，有利于培養(yǎng)學(xué)生的溝通與協(xié)作能力。

2.5 以問題串起的實驗反思環(huán)節(jié)

STC教材中實驗反思環(huán)節(jié)以問題作為認(rèn)知平臺，通過不斷地提出問題促進(jìn)學(xué)生對實驗過程和結(jié)果進(jìn)行思考，并由學(xué)生自主解決問題和總結(jié)實驗結(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”的實驗反思用6個問題從物理量單位、計算方式、物理量的物理意義這3個角度加深學(xué)生對密度的理解。

2.6 回歸生活的知識運用

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，讓學(xué)生感受相關(guān)物理知識的發(fā)展歷史或者讓學(xué)生利用已學(xué)的知識解釋一些生活現(xiàn)象。“密度的確定”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)生通過自我建構(gòu)獲得知識，但能夠應(yīng)用知識解釋生活現(xiàn)象或者解決問題才是學(xué)習(xí)的最終目的。

從以上六個特點我們發(fā)現(xiàn)，STC教材以描述生活場景的照片引入新課，引導(dǎo)學(xué)生對生活和自然現(xiàn)象思考，讓學(xué)生帶著問題進(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)容融入探究實驗的各個環(huán)節(jié)中，在準(zhǔn)備環(huán)節(jié)使學(xué)生認(rèn)識實驗儀器、掌握儀器的使用方法以及實驗原理，在實驗探究過程中鍛煉學(xué)生的合作交流能力和自主思考能力，在實驗反思環(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，對相關(guān)生活現(xiàn)象的解釋有利于培養(yǎng)學(xué)生解決實際問題的能力。

3 啟 示

由上述可知，蘇科版比STC教材少了學(xué)習(xí)目標(biāo)、實驗準(zhǔn)備、實驗反思三個部分，多了3W部分?；谏鲜龇治觯槍ξ锢斫滩牡木帉懱岢鲆韵聨c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)過程中隨時調(diào)整學(xué)習(xí)的方向，在課堂結(jié)束時也方便檢查是否達(dá)到了對應(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。反觀國內(nèi)情況，類似學(xué)習(xí)目標(biāo)的設(shè)置多在教輔書上，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 增加實驗準(zhǔn)備環(huán)節(jié)

STC教材中實驗前的準(zhǔn)備環(huán)節(jié)以文字的形式告訴學(xué)生實驗流程、實驗要求和實驗原理，有利于減少學(xué)生不知道做什么、怎么做的迷茫感。蘇科版教材沒有此環(huán)節(jié)，往往通過教師的講解告訴學(xué)生實驗的流程、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。也許增加實驗前的準(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)計實驗反思環(huán)節(jié)

蘇科版教材在每一章的綜合實踐活動中設(shè)有反思與評價環(huán)節(jié)，但沒有在每節(jié)課的實驗中設(shè)置反思環(huán)節(jié)。STC教材每節(jié)課都有實驗反思環(huán)節(jié)。反思不僅有利于學(xué)生加深對物理概念和物理規(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，路漫漫其修遠(yuǎn)兮，如何博采眾長從而設(shè)計出優(yōu)質(zhì)的課堂工具書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STC教材簡介[J]. 外國教育研究， 2002（3）：32-36.

[4]閆蒙鋼， 朱小麗， 孫影. 美國STC教材與我國小學(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. 淺談外國教材插圖的特點和功能——對美國STC初中四冊科學(xué)教材插圖的剖析[J]. 教育學(xué)報， 2004（1）：45-48.

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