美国高中生物教材科学写作的特点分析及借鉴

方丽丽 杜军

摘   要美国高中生物主流教材《科学发现者·生命的动力》共涵盖了157个科学写作任务点。文章从生物学科核心素养的视角分析了这些写作任务的特点并依据其特点给出了具体的写作任务设计案例，最后呈现并分析了部分学生作品，以期丰富生物学教学中对学生学习效果的评价方式。

关键词 科学写作  科学发现者  生物学科核心素养  学习效果评价

科学写作是学习者通过解释、组织、回顾、反思或连结科学知识的书写与纪录等形式，经过整合建构的学习方式以理解和掌握科学知识的过程[1]。它是科学教育的重要组成部分：一方面，它能促进学生对科学概念的了解，提升学生的反思能力，增进学生的科学推理能力;另一方面，科学写作作为教师与学生沟通的媒介，可以作为教师教学的依据[2]。美国高中生物教材注重学生的发展，多方面提升学生能力，在教材中渗透了大量的科学写作任务点。本文以《科学发现者·生命的动力》为例，从生物学科核心素养的角度对其特点进行具体分析。

生物学科核心素养注重培养学生在真实情景中解决问题的品格和能力，包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任。《科学发现者·生命的动力》教材（下文称“美版教材”）中的科学写作任务设计巧妙、考察形式多样、针对性强，能够从以上这四个方面综合训练和提升学生的核心素养。具体来说，美版教材一共涵盖了157个科学写作任务点，其中上册[3]共有61个，中册[4]44个，下册[5]52个，主要分布在章节测评、标准化测试、生物实验室、生物学前沿等内容部分（表1）。相比较而言，我国高中的生物学教学则是以“储存知识”为基本取向，以学生“被动接受”为基本形式[6]，其考察方式也以侧重于知识点的理解和记忆的简答和填空题为主，很少有针对性题目对学生的综合能力进行评价。因此，我们须要从美版教材的写作任务的设计特点中寻找经验，以期丰富我国生物学教学中对学生学习效果的评价方式。

一、美版教材中科学写作任务的特点

1.设定情境，增加生命观念形成过程的趣味性

生命观念是指基于生物现象的特性或相互关系，能够抽象成一种观念并对相关现象进行理解和解释的品格和能力。这也是生物学核心素养的最基本内容[7]。生物学是一门基础性学科，它来源于生活也运用于生活，因此美版教材在制定科学写作任务时创设了一系列情境，它让学生重新审视他所认知的生命观念在特定情境中究竟是怎样理解的，加深印象，而且還非常注重趣味性。

例如，在学习棘皮动物这一节时，其章节测评中是这样要求的：“创作一篇短小的描述性故事来描写一个具有棘皮动物的一种适应性的人类。在你的故事中须要包括这种新的适应性将会如何使这个人的生活变得更好或更糟。”这一科学写作创设了棘皮动物的适应性存在于人类社会中的情境，需要学生基于进化与适应的观点去发散思维，打开想象。此外，在特定的情境中能够让学生更清楚地知道这种适应性与环境的相互作用关系，在科学写作的表达中慢慢体会进化与适应的生命观念。同时，以小故事的方式呈现，削弱了原本知识点的枯燥性，增加了生命观念形成过程的趣味性。

2.以生物学知识为依托，训练科学思维

美版教材一共有39处科学写作任务涉及了科学思维的训练，主要的作品呈现方式有知识清单、概念图、流程图、表格等，并且都是以生物学知识为依托的。

例如在学习第36章《生殖和发育》时，需要学生“制作一张流程图来解释生殖过程，该过程从生殖细胞的形成开始，一直到胎儿发育成熟为止”。这就需要学生在掌握“生殖”的全部过程的基础之上进行演绎和归纳，将概念进行加工总结，这既能够加深内化对知识的理解，又能向外界有效地输出和表达。又如在学习第10章《有性生殖和遗传学》时是这样要求的：“你认为应该允许科学家利用干细胞进行研究吗？请根据自己的想法判断进行干细胞研究是有利还是有风险的。”这就需要学生能够根据生物学规律和原理，对可能的结果或发展趋势作出预测或解释，并通过逻辑推理阐明自己的观点。

3.角色扮演，提出研究计划，提升科学探究能力

一个完整的科学探究应该包括观察现象、提出问题和假设、制定研究计划、观察并讨论研究结果等。在生物教学中培养学生的科学探究能力往往是基于实验或者研究方案，从科学思维和探究能力两个方面共同来提升学生的科学探究素养。美版教材中共有27个科学写作任务点涉及科学探究，其最大的特点就是提前设定好学生的身份，比如科学家、研究者等一些具有专业研究能力的人员，然后再提出具体的写作要求。这一设定能够让学生始终保持严谨的态度和专业的精神，使科学写作上升到基础科研层次，讲究研究的科学性、规范性和整体性，而不是简单地基于一个日常的生物学现象提出假设或猜想。

例如第12章《分子遗传学》中在“生物实验室”环节中提出“想象一下，你是第一位从玉米中提取DNA的研究人员，写一篇报告，描述你的方法及实验细节，并指出你的发现可能具有的应用价值”。相比较而言这种类型的科学写作难度较大，工作量较多，要求学生从科学研究人员的角度进行阐述，既需要有大量的生物学知识作支撑，又需要有严谨的态度和科学的研究方法，能够针对某一项技术提出具体的操作过程，在很大程度上为提升科学探究能力打下了基础，同时在探究中又能激发团结合作的科学精神。

4.受众群体多样化，联系实际，培养社会责任

美版教材的科学写作类型丰富，有短剧、故事、论文、海报、指南等等，所以其受众群体也较为广泛，除了在校师生，还有其他社会群体，如报社编辑、社区市民、待孕妈妈等等，其中有21处写作任务是从关注社会出发，运用生物学知识和方法关注社会议题，解决实际问题。

例如，在第4章《种群生态学》中的“生物学前沿”模块要求学生“调查一个物种入选濒危物种保护名录的条件。然后选择一个物种，写一份建议书，强调该生物入选濒危物种保护名录的重要性”。这一写作任务要求学生基于生物学和生态学的观点来阐述物种保护的重要性，并且面向全体社会成员，在写作的过程中能够激发学生的社会责任感，最后以建议书的方式呈现也可以提高社会对这一议题的重视程度。

二、以《通过激素的调节》为例，探究科学写作任务的设计方式及效果

从美版教材的科学写作特点中我们可以发现，里面的写作任务非常注重趣味性、情境性、逻辑性和新颖性：其设计目标注重培养“高度科学素养的人”;设计目的旨在引导公众对社会事务作出科学的决策和判断;设计元素包含了主题、形式、目的、对象及文本的呈现方式。因此我们在进行写作任务设计的时候可以首先确定一个主题，深挖主题下的知识要点，确定这个主题下要培养的学科核心素养并进行细化，基于学生的实际生活多角度创设情境，最后确定作品的呈现方式以及写作对象。

笔者以人教版高中生物教材必修三《通过激素的调节》一节为例，列举了这一主题下的科学写作任务设计案例（表2）。

为了获得科学写作这一评价方式对学生学习效果的影响，笔者对实习学校青岛市某高中高二年级同学进行了初步测试。这里呈现部分学生的写作作品（图1、图2、图3）：

这种科学写作的评价方式相比较于传统的选择、填空能更全面地反映出学生对这一部分内容的理解情况以及知识点的掌握情况。当然我们在具体评价学生科学写作作品的时候可以采用Taylor的写作评量方法：从科学内容（包括主题和想法）、组织结构、表达三个方面来创建量表进行评价[8]。

三、总结与启示

科学写作不仅是语言技能的体现，更是对科学内容的理解和再现的反映，将学习者的内在认知活动具体化为外在表征。它不太注重修辞、语言等文学手法的运用，而更加注重科學概念和科学思维的表达[1]。目前来说我们对于中学生的学习评价往往采用试卷、课堂提问、实验操作等方式进行，答题方式也较为统一，答题习惯较为单调，这其中缺少了学生“表达”的过程，而“表达”才是思维的外在体现。因此，我们在试卷编写或是教材课后题目的设计上可以增加科学写作任务，参考美国教材科学写作任务的设计方式，使科学写作更加本土化，给学生更多的机会和平台去组织概念、梳理逻辑、表达观点。比如，在题目编写类型上我们可以在生物试卷或生物教材中增加实验设计类型的题目，给出一定的情境，要求学生设计一份完整的研究计划;或是增加有关提高学生对社会议题关注度的论述题以及根据所学知识理清逻辑顺序，给某个概念建立知识框架的简答题等，这些题目能够考察学生多方面的品格和能力，使得对学生学习效果的评价方式更加多元化。

参考文献

[1] 张洪洋，张会端.科学写作：一个亟待重视的科学教育领域[J].外国中小学教育，2009（02）.

[2] 蔡铁权，陈丽华.科学教育中的科学写作[J].全球教育展望，2010（04）.

[3] 林静，等，译.科学发现者·生命的动力（上册）[M].杭州：浙江教育出版社，2018.

[4] 林静，等，译.科学发现者·生命的动力（中册）[M].杭州：浙江教育出版社，2018.

[5] 林静，等，译.科学发现者·生命的动力（下册）[M].杭州：浙江教育出版社，2018.

[6] 张紫屏.论素养本位学习观[J].全球教育展望，2016（03）.

[7] 中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[8] 刘翠，庄启亚，等.科学写作评价在中学科学学习中的应用[J].教育测量与评价：理论版，2013（08）.

[作者：方丽丽（1995-），女，浙江湖州人，山东师范大学物理与电子科学学院，硕士生;杜军（1973-），女，山东济南人，山东师范大学物理与电子科学学院，副教授。]

【责任编辑  杨  子】