王穎瑩

【摘要】從《科學(xué)探索者·電與磁》章節(jié)的科學(xué)探索內(nèi)容入手，通過分析該教材科學(xué)探索內(nèi)容的設(shè)置和安排，給出教材科學(xué)探索內(nèi)容的特點(diǎn)，并討論科學(xué)探究在初中理科課堂教學(xué)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】《科學(xué)探索者》 科學(xué)探究 教材

【中圖分類號(hào)】G42 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2013）04-0190-02

我國義務(wù)教育階段《科學(xué)》課程分為兩個(gè)部分，1-6年級(jí)《科學(xué)》（原為小學(xué)《自然》）和7-9年級(jí)《科學(xué)》。但作為一個(gè)人成長過程中受學(xué)校教育的程度看，小學(xué)和初中又該看成一個(gè)整體。因此，對(duì)于小學(xué)和初中來說，在課程設(shè)置和安排上，必須是統(tǒng)一的、連貫的。而我國在2011年修訂、出版的新的義務(wù)教育階段課程標(biāo)準(zhǔn)，課程和教學(xué)以一個(gè)整體考慮的。所以，研究中小學(xué)相關(guān)課程和教學(xué)的銜接問題對(duì)我國義務(wù)教育階段的教育和課程改革有著重要的意義。

目前我國的教材建設(shè)、學(xué)科教學(xué)實(shí)施仍處于摸索探討階段，研究國外教材建設(shè)的一些成功經(jīng)驗(yàn)將有助于我們提高認(rèn)識(shí)。本文選擇美國具有代表性的研究性教材《科學(xué)探索者·電與磁》（以下簡稱《電與磁》）中與物理學(xué)科相關(guān)的科學(xué)探索內(nèi)容進(jìn)行研究。

“科學(xué)探索者”系列教材是美國最權(quán)威的研究性學(xué)習(xí)教材，全套共15冊，由浙江教育出版社出版發(fā)行。《電與磁》是該系列教材的其中一本。

1.《電與磁》的教材內(nèi)容

該書內(nèi)容分四章，分別為磁與電磁學(xué)、電荷與電流、電和磁做功、電子學(xué)。每章又分別有四節(jié)。全書在立足電磁學(xué)的基本概念和基本規(guī)律的基礎(chǔ)上，通過科學(xué)探索等系列活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐能力的培養(yǎng)，注重科學(xué)與環(huán)境、社會(huì)和人文精神之間的結(jié)合，體現(xiàn)了現(xiàn)代教育教學(xué)理念。

該書的參考資料和附錄具體介紹了科學(xué)探索的步驟和實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)事宜，其中科學(xué)探索的內(nèi)容更是設(shè)計(jì)的細(xì)致、完整，主要包括學(xué)科探索和跨學(xué)科探索。其中學(xué)科探索又包括貫穿整章的每章課題、課前思考和探索的探索、增進(jìn)技能的專業(yè)技能訓(xùn)練、鞏固與強(qiáng)化基礎(chǔ)概念的“試一試”、強(qiáng)化技能探索的“技能實(shí)驗(yàn)室”、應(yīng)用科學(xué)知識(shí)的“生活實(shí)驗(yàn)室”。而跨學(xué)科探索則主要涉及科學(xué)與歷史、科學(xué)與社會(huì)和鏈接等內(nèi)容。

2.章節(jié)科學(xué)探索內(nèi)容及特點(diǎn)分析

該教材的編寫突出了探索性學(xué)習(xí)，每個(gè)章節(jié)科學(xué)探索內(nèi)容的安排很好地體現(xiàn)了對(duì)學(xué)生科學(xué)探索能力及自主學(xué)習(xí)習(xí)慣的培養(yǎng)，且在科學(xué)探索的過程中，學(xué)生逐步建立概念，掌握概念間的規(guī)律，并將所學(xué)知識(shí)由理論向?qū)嶋H應(yīng)用轉(zhuǎn)化，同時(shí)結(jié)合生活，從生活中引入，又為生活所用，充分提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)進(jìn)行科學(xué)研究的能力，真正做到學(xué)以致用。

2.1探索的數(shù)量多

每章節(jié)的探索內(nèi)容在數(shù)量上要比國內(nèi)相關(guān)教材都多。從第一章至第四章每章分別設(shè)有13個(gè)探索內(nèi)容，全書共52個(gè)。表1給出《電與磁》各章節(jié)科學(xué)探索內(nèi)容的具體安排。

表1 《電與磁》各章節(jié)科學(xué)探索內(nèi)容的具體安排

2.2分類合理、結(jié)構(gòu)清晰

《電與磁》教材的科學(xué)探索分布均衡。每章都有一個(gè)貫穿整章的探索內(nèi)容，章內(nèi)每節(jié)內(nèi)容又分別有一個(gè)以問題形式提出的探索內(nèi)容，用來引入課題，引起學(xué)生的思考探索，從而引進(jìn)新課教學(xué)。每章有二到三個(gè)專業(yè)技能訓(xùn)練，分別對(duì)觀察、測量、總結(jié)、計(jì)算等具體技能進(jìn)行專項(xiàng)練習(xí)?！霸囈辉嚒眱?nèi)容通常一章有一至兩個(gè)，這類探索活動(dòng)有助于概念的進(jìn)一步學(xué)習(xí)?！凹寄軐?shí)驗(yàn)室”和“生活實(shí)驗(yàn)室”兩部分共有八個(gè)探索內(nèi)容，每章均為兩個(gè)。至于跨學(xué)科的探索內(nèi)容，基本每章都有涉及。另外，在每章的復(fù)習(xí)題中，也有涉及相關(guān)的探索內(nèi)容。

2.3探索活動(dòng)難易適中

作為探究內(nèi)容，安排的太難或太易，都會(huì)直接影響學(xué)生的探究結(jié)果，也會(huì)影響學(xué)生對(duì)科學(xué)課程的學(xué)習(xí)興趣。長期太易或太難，都會(huì)使該課程失去吸引力，并導(dǎo)致學(xué)生對(duì)該課程產(chǎn)生厭惡或是反感情緒?！峨娕c磁》教材很好地避開了這一點(diǎn)，它在安排探索活動(dòng)時(shí)，避開一些顯而易見的問題，而是以學(xué)生已有的知識(shí)為起點(diǎn)，做稍加深入和改進(jìn)，從而考察學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)間的相互聯(lián)系，同時(shí)在舊知識(shí)的運(yùn)用過程中產(chǎn)生認(rèn)知沖突，然后開展相關(guān)探索，通過對(duì)探索的現(xiàn)象觀察，引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考和猜想，提出問題，進(jìn)入新課學(xué)習(xí)。這種設(shè)計(jì)一開始就引起了學(xué)生的求知欲，對(duì)后面的教與學(xué)有很大的促進(jìn)作用。

2.4探索內(nèi)容涉及面廣

該教材對(duì)探索活動(dòng)內(nèi)容的安排，更是豐富多彩。包括：①對(duì)物體本質(zhì)屬性的探索，如第一章第一節(jié)開篇就設(shè)置一個(gè)探索活動(dòng)：磁體都有什么共性，要求學(xué)生通過觀察條形磁體和馬蹄形磁體吸附回形針的數(shù)量及磁體吸附的部位，通過畫出每塊磁體上吸附回形針的部位和數(shù)量之間的關(guān)系圖，進(jìn)而通過思考“每塊磁體的什么部位吸附回形針數(shù)量最多？這兩塊磁體有什么相同點(diǎn)？”這兩個(gè)問題來得出磁體的共性。②對(duì)物理現(xiàn)象的再現(xiàn)和觀察，如第二章第一節(jié)“試一試”中關(guān)于電火花的活動(dòng)，其目的就是讓學(xué)生通過動(dòng)手來再現(xiàn)閃電現(xiàn)象。③簡易實(shí)驗(yàn)儀器的制作，如在學(xué)完第三章第一節(jié)“電、磁和運(yùn)動(dòng)”后，就要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)自己動(dòng)手做電動(dòng)機(jī)模型。④抽象物理過程的模擬顯現(xiàn)，如在第二章第二節(jié)“電路的測量”中，就用水管來模擬電流和電壓。

2.5建模頻繁出現(xiàn)

所謂建模，就是建立模型。從建模的途徑看，可分為兩種：一是將抽象事物具體化，比如用磁感線來模擬磁場；二是具體物體抽象化，比如說質(zhì)點(diǎn)。在建模的過程中，我們可以將復(fù)雜難懂的物理現(xiàn)象或規(guī)律轉(zhuǎn)化為簡潔易懂的事物，這樣有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)和掌握。建模很重要的原則就是，模型和原始事物之間要具有相似性，且建立模型后要使問題更加的直觀、簡單。

《電與磁》教材就很好地利用了建模過程來幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和體會(huì)復(fù)雜而抽象的電學(xué)知識(shí)。例如，第二章第二節(jié)“電路的測量”中，用水流來模擬電流，用水管代替導(dǎo)線，用水管兩頭的高低差導(dǎo)致水流的快慢問題來模擬電勢的高低和電流快慢的問題，用水流過短而粗的水管比流過長而細(xì)的水管容易來類比電子更容易流過短而粗的導(dǎo)線。這樣，就使得原本難以看到的電路電流現(xiàn)象轉(zhuǎn)變?yōu)楸容^常見的水流現(xiàn)象，有利于學(xué)生的理解和掌握。

3.總結(jié)

國外教材的分析研究，對(duì)我國的教材建設(shè)有著積極的意義，也有助于教師進(jìn)一步加深理解課程改革的基本理念，有利于通過實(shí)際教學(xué)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力。《電與磁》教材整體設(shè)計(jì)理念先進(jìn)，內(nèi)容安排豐富而有條理，讀來耐人思考，特別是科學(xué)探索活動(dòng)在培養(yǎng)學(xué)生各種能力方面，值得國內(nèi)教師自習(xí)研究。它的編排，對(duì)我國教學(xué)內(nèi)容的修改也提供了很好的借鑒和學(xué)習(xí)。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.科學(xué)（7-9年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)稿）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2001.

[2]（美）帕迪利亞（Padilla，M.J.）主編；王耀村，應(yīng)必鋒譯.科學(xué)探索者·電與磁[M].杭州：浙江教育出版社，2003.2.