中美小学科学教材核心素养内容比较研究

范增

摘 要：以《中国学生发展核心素养》中的六大核心素养及其分解出的18个基本要点为依据，对我国教科版及美国Science Fusion小学科学教材低年级生物单元进行了内容分析和比较。结果发现：中美两版教材均体现了六大核心素养，教科版教材比Science Fusion教材更侧重于体现“学会学习”“责任担当”素养，Science Fusion教材比教科版教材更侧重于体现“科学精神”“实践创新”“人文底蕴”“健康生活”素养。在每一项核心素养中，中美两版教材在3个基本要点上的分布有所差异，且选取的内容各有特色。基于此，对我国教科版教材的改进提出了建议。

关键词：小学科学教材;核心素养;中美教材比较;低年级生物单元

中图分类号：G40-03 文献标识码：A 文章编号：1674-7615（2020）02-0112-06

DOI：10.15958/j.cnki.jywhlt.2020.02.018

Abstract：Based on the 6 core competencies and the contained 18 basic points in Core Competencies of Chinese Students Development， this paper conducts content analysis and comparison on junior biology units in science teaching materials for primary school published by Chinese Educational Science Press and Science Fusion. The result shows that， Chinese and American teaching materials both reflect the 6 core competencies; teaching materials of Chinese Educational Science Press put more emphasis on “learning to learn” and “taking responsibility” than that of Science Fusion， while teaching materials of Science Fusion put more emphasis on “scientific spirit”， “practice and innovation”， “humanistic connotations”， “healthy life” than that of Chinese Educational Science Press. In every core competency， the distribution of Chinese and American teaching materials differs in three basic points， and the content selected has its own characteristics. Based on this， some suggestions are put forward for the improvement of teaching materials published by Chinese Educational Science Press.

Key words：science teaching materials for primary school; core competencies; comparative study of Chinese and American teaching materials; junior biology units

當今世界，全球化、信息化及知识经济迅猛发展，培育公民的核心素养成为世界各国教育发展的共同主题，我国也已发布了《中国学生发展核心素养》。教育部在《关于全面深化课程改革，落实立德树人根本任务的意见》中明确要求：“依据核心素养体系，进一步明确各学段、各学科的育人目标，把核心素养落实到各学科教学中。”[1]目前，基于核心素养的高中各科课程改革已开始推行。小学阶段是学生形成核心素养的重要时期，小学《科学》课程是培育核心素养的重要载体，小学科学教材是教师在教学中培育核心素养的重要资源。

美国是国际科学教育改革的领头羊，自上世纪60年代起，美国就将小学科学课定位为必修课，而且，美国早在2002年就启动了21世纪核心素养研究项目，目前已将核心素养，渗透到了各门课程中。基于此，我们有必要研究美国现行小学科学教材已经体现了哪些核心素养，围绕这些核心素养选取了什么内容，并进行中美教材比较。这对我国修订小学科学教材，真正在科学课中培育核心素养具有重要的借鉴意义。

一、研究设计

依据《中国学生发展核心素养》中的六大核心素养及其分解出的18个基本要点，对中美小学科学教材进行内容分析。具体研究设计如下。

（一）研究的问题

探讨的问题包括：中、美小学科学教材分别体现了哪些核心素养？分别侧重于哪些核心素养？针对每一项核心素养，中美小学科学教材分别侧重于体现哪些基本要点？分别选取了什么内容？有什么相同点和不同点？

（二）研究的对象

选取美国哈考特教育出版集团最新出版的Science Fusion小学科学教材和我国教科版小学科学教材作为研究对象。Science Fusion教材是美国德州和加州公立小学正在使用的教材，旨在帮助教师适应美国《下一代科学标准》的要求。我国教科版教材在全国24个省使用并经历了10余年的检验，具有代表性和权威性。考虑到教科版1—2年级科学教材是按照2017版《义务教育小学科学课程标准》编制出的最新教材，本研究选取教科版1—2年级教材与Science Fusion 1—2年级教材进行对比。由于生物单元是低年级教材的主体，我们在教科版1—2年级教材中选取了“动物”“植物”“我们自己”三个单元（共87页），在Science Fusion 1—2年级教材中选取了“Animals”“Plants”“All About Animals”“All About Plants”四个单元（共242页）。这些单元都是生物单元，在内容上相近，可比性强。

（三）研究的方法

采用定量与定性相结合的内容分析法。在定量分析方面，将《中国学生发展核心素养》体系中的六大素养、18个基本要点作为编码依据，对中美两版低年级教科书（及配套的学生活动手册）中的生物单元内容进行逐句编码，统计各基本要点出现的频次。例如，教科版教材中的“人类利用植物建造房屋”这句话体现了“技术应用”这一基本要点，该要点记为“出现1次”。若同一句话体现出多个基本要点，则各要点都分别记1次。在定性分析方面，笔者反复阅读了中、美两版教材及其配套的教师用书。针对每一项核心素养，笔者分析和比较了中美两版教材所设置的内容。

二、研究结果与分析

通过对中美两版教材的内容分析，可以看出中美两版教材低年级生物单元内容在六大核心素养上的整体分布情况，以及围绕每项核心素养选取的内容及其侧重点。

（一）中美两版教材低年级生物单元在六大核心素养上的整体分布

根据中美两版教材低年级生物单元中出現18个基本要点的频次，计算出每项核心素养出现的频次及其所占百分比，具体数据如表1所示。

从表1可以看出，中美两版教材低年级生物单元均体现了所有的六大核心素养。而且，Science Fusion教材低年级生物单元中六大核心素养出现的总频次远高于教科版教材。这主要是由于Science Fusion教材内容远远多于教科版教材。根据表1中各项核心素养在各自总频次中所占的百分比，我们可以发现，我国教科版教材低年级生物单元最为重视的3项核心素养依次为“科学精神”“学会学习”“实践创新”，美国Science Fusion教材低年级生物单元最为重视的3项核心素养依次也是“科学精神”“学会学习”“实践创新”。这种“巧合”说明，低年级生物内容与这3项核心素养之间有更紧密、更天然的联系。从表1中还可以发现，教科版教材比Science Fusion教材更加侧重于体现“学会学习”“责任担当”这两大素养。Science Fusion教材比教科版教材更加侧重于体现“科学精神”“实践创新”“人文底蕴”“健康生活”这四大素养。接下来，我们将针对每一项核心素养，对中美两版教材低年级生物内容进行更加细致的分析和比较。

（二）中美两版教材低年级生物单元在六大核心素养上的分项比较

考虑到《中国学生发展核心素养》中每一项核心素养都包含3个基本要点，我们将定量计算出每项核心素养中每个基本要点出现的频次在该项核心素养出现频次中所占的百分比，定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕各基本要点所选取的内容。

1.中美两版教材低年级生物单元中培养“科学精神”素养的内容比较

“科学精神”素养是指学生学习、理解、运用科学知识和技能，形成相应的价值标准、思维方式和行为表现，包括理性思维、批判质疑、勇于探究3个基本要点[2]。这3个要点出现的频次在“科学精神”素养出现的频次中所占的百分比如图1所示。

由图1可知，在“科学精神”素养的3个要点中，中美两版教材低年级生物单元最重视的都是“理性思维”。Science Fusion教材比教科版教材更偏重于体现“批判质疑”，教科版教材比Science Fusion教材更偏重于体现“勇于探究”。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕这3个要点分别选取了什么内容，并比较其异同。

“理性思维”是指崇尚真知，理解和掌握科学原理和方法，尊重事实证据，运用科学思维方式分析问题[2]。Science Fusion教材低年级生物单元介绍了一些简单的生物学原理及其统摄的大量知识点，它们是“理性思维”中的基础成分，是学生进行理性思维的“材料”。教科版教材低年级生物单元则带领学生反复使用科学研究方法（主要是观察法），培养学生尊重事实的态度，涉及到的生物知识相对较少。“批判质疑”是指具有问题意识，能够独立思考，能思维缜密地分析问题[2]。中美两版教材低年级生物单元都设置了培养学生“批判质疑”能力的问题，例如，塑料花是活的吗？相对而言，Science Fusion教材中的此类问题更具有挑战性和迷惑性，而且要求学生独立思考，自己将答案写在教材上。“勇于探究”是指能大胆尝试，坚持不懈地探索[2]。中美两版教材低年级生物单元都鼓励小学生尝试解决问题，激发小学生自主探究的勇气。

2.中美两版教材低年级生物单元中培养“学会学习”素养的内容比较

“学会学习”素养是学生在学习意识形成、学习方法选择、学习进程评估调控等方面的综合表现，包括乐学善学、勤于反思、信息意识3个基本要点[2]。这3个要点出现的频次在“学会学习”素养出现的频次中所占的百分比如图2所示。

由图2可知，在“学会学习”素养的3个要点中，中美两版教材低年级生物单元最重视的都是“乐学善学”，且Science Fusion教材比教科版教材更侧重于体现该要点，教科版教材比Science Fusion教材更侧重于体现“勤于反思”要点。中美两版教材对“信息意识”的重视程度则相差无几。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕这3个要点分别选取了什么内容，并比较其异同。

对于“乐学善学”要点，中美两版教材低年级生物单元都设置了培养学习兴趣的内容，但Science Fusion教材还介绍了猛犸象、大王花、猪笼草等大量神奇的动植物，相对更有利于培养小学生对生物世界的兴趣。此外，Science Fusion教材还设置了很多要求学生自主学习的内容，旨在培养学生终身学习的意识和能力;对于“勤于反思”要点，中美两版教材低年级生物单元都在单元之始要求学生呈现出自己的初始理解，在后续每节课的学习中不断反思和调整自己的初始理解。我国教科版学生活动手册在每个单元末尾都设置了自评表，学生用其评价自己的科学知识、探究过程、情感态度，这一点比Science Fusion教材更加成功;对于“信息意识”要点，Science Fusion教材侧重于要求学生在课本或课外书中查找信息，教科版教材鼓励学生查找信息的范围则不限于书本。

3.中美两版教材低年级生物单元中培养“实践创新”素养的内容比较

“实践创新”素养是学生在日常活动、问题解决、适应挑战等方面所形成的实践能力、创新意识和行为表现，包括劳动意识、问题解决、技术应用3个基本要点[2]。这3个要点出现的频次在“实践创新”素养出现的频次中所占的百分比如图3所示。

由图3可知，中美两版教材低年级生物单元最重视的都是“问题解决”，且教科版教材比Science Fusion教材更侧重于体现该要点。中美两版教材对“劳动意识”的重视程度则相差无几。Science Fusion教材比教科版教材更侧重于体现“技术应用”。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕这3个要点分别选取了什么内容，并比较其异同。

“劳动意识”是指尊重劳动，具有动手操作能力等[2]。Science Fusion低年级生物单元中有许多观察活动要求学生动手操作，教科版低年级生物单元涉及动手操作的内容大多分布在学生活动手册的“拓展活动”中;“问题解决”是指善于发现问题，能根据特定情境制定出合理的解决方案[2]。中美两版教材都设置了专门的环节，要求学生针对特定问题制定出解决方案，或者提出新的问题;“技术应用”是指具有学习掌握技术的意愿，具有工程思维，能将创意转化为有形物品[2]。教科版低年级生物单元中涉及到的技术知识比较少，培养学生工程设计思维的内容也很少。Science Fusion低年级教材则在每个生物单元中都设置了1节STEM课，介绍了很多技术知识和工程设计知识，并要求学生亲自设计物品，进行制作、测试和改进，解决真实生活问题。

4.中美两版教材低年级生物单元中培养“健康生活”素养的内容比较

“健康生活”素养是学生在认识自我、发展身心、规划人生等方面的综合表现，包括珍爱生命、健全人格、自我管理3个基本要点[2]。这3个要点出现的频次在“健康生活”素养出现的频次中所占的百分比如图4所示。

由图4可知，中美两版教材都没有明确体现“健全人格”。教科版低年级生物单元比Science Fusion低年级生物单元更偏重于体现“珍爱生命”，Science Fusion低年级生物单元比教科版低年級生物单元更偏重于体现“自我管理”。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕“珍爱生命”“自我管理”分别选取了什么内容，并比较其异同。

“珍爱生命”是指理解人生的价值，具有安全意识和自我保护能力，有健康文明的生活方式[2]。教科版一年级“植物”单元中的部分内容旨在提醒孩子注意安全，二年级“我们自己”单元中的部分内容旨在激发小学生健康成长的意愿。Science Fusion低年级生物单元给出了保证实验安全的具体注意事项以及保持健康的具体建议;“自我管理”是指认识自我，选择适合的发展方向等[2]。Science Fusion低年级教材在每个生物单元中都设置了“People in Science”栏目，介绍了动物园管理员、植物学家、鸟类学家等职业的工作内容和特点，为小学生了解与科学有关的职业并在将来选择适合自己的发展方向提供了参考。教科版低年级生物单元中涉及这方面的内容相对较少。

5.中美两版教材低年级生物单元中培养“责任担当”素养的内容比较

“责任担当”素养是学生在处理与社会、国家、国际关系时所形成的情感态度、价值取向等，包括社会责任、国家认同、国际理解三个基本要点[2]。这三个要点出现的频次在“责任担当”素养出现的频次中所占的百分比如图5所示。

由图5可知，中美两版教材低年级生物单元最重视的都是“社会责任”，且Science Fusion教材比教科版教材更侧重于体现该要点。教科版教材比Science Fusion教材更偏重于体现“国家认同”。中美两版教材都没有体现“国际理解”。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕“社会责任”“国家认同”分别选取了什么内容，并比较其异同。

在科学课中，“社会责任”主要表现为热爱并尊重自然，具有绿色生活方式和可持续发展理念及行动等[2]。中美两版教材低年级生物单元都包括照顾动植物的内容。相对而言，Science Fusion教材设置了更多的实践活动，引领小学生去照顾各种各样的动植物。但Science Fusion教材并没有直接、明确地要求小学生爱护动植物，教科版教材则直接对小学生提出了各种明确的要求，如用棉签触碰动物，禁止摘花，禁止惊吓动物等，旨在培养学生爱护动物的意识;在科学课中，“国家认同”主要表现为认同国民身份，具有文化自信，尊重中华民族的优秀文明成果[2]。教科版低年级生物单元中涉及“国家认同”的内容是屠呦呦提取青蒿素获得诺贝尔奖的事例，Science Fusion低年级生物单元中则没有这方面的内容。

6.中美两版教材低年级生物单元中培养“人文底蕴”素养的内容比较

“人文底蕴”素养是指学生学习、理解、运用人文领域知识和技能，形成相应的基本能力、情感态度和价值取向，包括人文积淀、人文情怀、审美情趣3个基本要点[2]。这3个要点出现的频次在“人文底蕴”素养出现的频次中所占的百分比如图6所示。

由图6可知，教科版低年级生物单元比Science Fusion低年级生物单元更偏重于体现“人文情怀”和“审美情趣”，Science Fusion低年级生物单元比教科版低年级生物单元更偏重于体现“人文积淀”。接下来，我们将定性分析中美两版教材低年级生物单元围绕这三个要点分别选取了什么内容，并比较其异同。

“人文积淀”是指具有人文领域的基本知识和技能，掌握人文领域中的认识和实践方法[2]。我们认为，对于小学1—2年级学生来讲，能识字认词、具备阅读能力是发展人文素养的基础。教科版低年级生物单元在个别章节中给出了科学词汇（如“鳃”“鳍”）供学生学习，Science Fusion低年级生物单元则在课文和习题中多次训练学生拼写生词。Science Fusion教科书还在课文中频繁地穿插了“积极阅读”（Active Reading）栏目，该栏目介绍了关于阅读的知识和技巧，训练了小学生的阅读理解能力。例如，该栏目讲解了什么是“主题句”、什么是“线索词”（如so、 then、 finally）等，并要求学生在课本上将它们画出来;对于“人文情怀”要点，Science Fusion低年级生物单元没有与之相应的内容，教科版教材“我们自己”单元中有一处内容要求学生思考如何帮助有视力或听力障碍的人;对于“审美情趣”要点，Science Fusion低年级生物单元也没有与之相应的内容，教科版教材则设置了做叶画、做萝卜盆景等任务，能够培养学生发现美、感知美、创造美的意识和能力。

三、结论与启示

（一）结论

中美两版教材低年级生物单元均体现了六大核心素养，但教科版教材比Science Fusion教材更侧重于体现“学会学习”“责任担当”素养，Science Fusion教材比教科版教材更侧重于体现“科学精神”“实践创新”“人文底蕴”“健康生活”素养。在六大核心素养所包含的18个基本要点中，教科版教材明显比Science Fusion教材更侧重于体现勇于探究、勤于反思、问题解决、珍爱生命、国家认同、人文情怀、审美情趣，Science Fusion教材明显比教科版教材更侧重于体现乐学善学、批判质疑、技术应用、人文积淀、自我管理、社会责任。

（二）启示

1.建议拓宽低年级生物知识的广度，进一步训练学生批判质疑的能力

科学教材是呈现科学知识更好，还是呈现探究活动更好？科学教材是供课堂教学使用，还是供课下自学使用？对于这些问题，我们不应当做“非此即彼”式的思考。探究活动是培养核心素养的过程载体，学生储备的科学知识则是探究活动中进行思维的“材料”。教材既要促进课堂中的学习，也要促进课后的自学。Science Fusion教材低年级生物单元介绍了基本的生物原理和大量新奇有趣的、事实性的生物知识，配套的学生活动手册则设置了相关的探究活动（没有公布答案），较好地处理了探究活动与知识传授之间的关系、课堂教学与课下自学的关系。教科版低年级生物单元的主体内容是探究活动的提纲，直接介绍的生物知识很少，尚不能充分满足低年级小学生了解大千生物世界的求知欲以及课下自学的需求。为此，我们建议拓展生物单元的知识广度，更好地促进学生“乐学善学”。此外，有必要适当增设一些要求学生审慎思考、独立判断的“高认知问题”，进一步训练学生批判质疑的能力。

2.建议在生物单元中有机融入STEM教育内容

STEM整合了科學、技术、工程和数学四门学科，吸引学生参与基于问题或项目的学习，使学生经历科学研究流程和工程设计循环，能增强学生的技术应用能力与意识，培养学生的“实践创新”素养。美国Science Fusion低年级教材在每个生物单元中都设置了1节STEM课，用心选择了STEM内容，自然而巧妙地融入了单元主题。例如，在讲解了动物需要的食物之后，创设了兔子偷吃菜园里的生菜的情境，要求学生设计1个保护生菜的装置并亲自制作、测试。这些STEM课介绍了技术与工程领域的基本知识，为学生提供了解决真实生活问题、设计制作物品的机会，并且反复渗透了工程设计的5个步骤，即发现问题、设计与制作、测试与改进、重新设计、交流。我国教科版教材生物单元也可以结合具体的生物知识，融入更多的技术、工程、数学知识，帮助学生综合运用STEM各科知识解决问题，初步体验工程设计流程。

3.建议在低年级教材生物单元中培养阅读理解能力

科学课是否应当只培养科学素养？传统观念认为，培养科学素养是科学等理科课程的任务，培养人文素养是语文等文科课程的任务。这种观点使得学科之间泾渭分明，窄化了各学科的育人价值，不利于各学科发挥合力、协同育人。宏观抽象的六大核心素养在各学科教学中的落实，恰恰需要各学科打破学科壁垒，围绕核心素养实现“横向统整”。台湾中正大学蔡清田教授认为，核心素养是学科知识的盟友，每一学科都能培养多项核心素养，每一项核心素养也应当由多门学科来共同培养。Science Fusion教材低年级生物单元特别注重教给小学生阅读的方法，培养小学生的阅读理解能力，这是低年级小学生将来真正具备“人文底蕴”素养的基础。我国2017版《义务教育小学科学课程标准》中也特别强调科学课要与并行开设的语文课关联互动、相互渗透。基于此，我们建议，教科版教材在低年级生物单元可以适当加大对小学生阅读理解能力的培养力度，给小学生提供更多自主阅读的内容和机会。

4.建议在教材中介绍与科学有关的职业

学生应当在什么时候考虑自己未来的职业？传统观念认为，小学生完全不需要考虑自己未来的职业。美国著名管理学家施恩（E.H.Schein）教授认为，人在0—21岁处于职业生命周期的第一阶段，其特定任务是发现自己的兴趣、价值观和能力，面临的主要问题是为职业选择做准备[3]。此时，应考虑三个问题：第一，我想往哪个方向发展？这取决于个人的兴趣、价值观等;第二，我适合往哪个方向发展？这取决于个人的性格、特长等;第三，我可以往哪个方向发展？这取决于社会经济环境及不同职业的具体要求。小学生虽然还无法将前两个问题想清楚，但可以初步了解第三个问题的答案。美国Science Fusion教材低年级生物单元通过“People in Science”栏目介绍了与生物有关的职业，这些职业中的代表人物及其趣闻，该职业的工作内容和特点。我国教科版科学教材也可以增设这方面的内容，使教材成为小学生了解社会的窗口，更好地体现核心素养中的“自我管理”这一要点。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.教育部关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见[EB/OL].（2014-04-08）[2019-03-01]. http：//old.moe.gov.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7054/201404/xxgk_167226.html

[2] 核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：1-3.

[3] 高海涛.学会自我管理：梦想、选择和自我实现[M].北京：中国青年出版社，2015：258.

（责任编辑：钟昭会）