前科学技术迅猛发展，新科学新技术不断涌现，学校的教学内容和方法已不能完全适应这一发展。如何根据科技进步和社会发展的需要，来改革教学内容和教学方法，充实先进的科技知识，已成为目前全球性的研究课题，各国都在进行这方面的探索。我国要实现社会主义建设的现代化、教育的现代化，就应该了解世界教育改革和发展的趋势，广泛吸取教育先进国家在教材建设、教学内容和教学方法方面的经验，推进我们的教学改革。
　　
　　美国Silver, Burdett & Ginn公司1991年出版的小学科学教科书虽然是美国最新一轮改革之前的作品，但仍然值得我们认真研究，有许多地方还是可以学习和借鉴的。
　　
　　一、教材如何编排，才能更适合教师教、学生学
　　
　　小学自然是一门综合性科目，包含的内容非常广泛，有天文、地理、物理、化学、生物等，每一方面都有自己的体系。因此，自然教材在编排上必须注意协调好各学科知识体系与学生年龄特点的关系，使之更适合学生的认识和发展规律，做到教师好教，学生好学。
　　
　　美国这套教材共六册，将知识内容分为四个单元：生命科学、理化科学、地球科学和人体科学，每册都由这四个单元构成，有些知识内容在各册同一单元出现多次，由浅入深，形成了几个循环。
　　
　　教材中每一单元含若干章，每一章含若干课。每课内容讲完，安排有复习；每一章讲完编有本章的知识结构图。
　　
　　在知识结构之后，还编有包括词汇、概念、技能三方面的总结和复习题；每一单元内容讲完之后，编有单元摘要，对本单元学习的内容进行全面整理。
　　
　　从以上教材的编排情况看，我认为有以下几个优点：
　　
　　1.将涉及面广泛的自然科学知识，划分为几个大单元，同一科目的知识相对集中，学生可以在一段时间内学习有一定关联的知识。这样，知识结构清楚，学生获得的知识不是零散的，而是比较系统、比较完整的。
　　
　　2.教材中许多知识内容，在各册的同一单元中反复出现、由浅入深、逐步扩展，就像前面提到的生物分类知识那样，这样安排很有必要，是符合学生认知规律的。因为学生的认知活动是一个点滴积累、逐步提高、由感性到理性、由量变到质变的过程。各科目各知识点都是由感性认识开始，通过头脑的加工整理，上升到理性认识，得出结论。有些内容可以在本单元内安排小循环，有些内容则可以在几个年级，甚至从一年级到六年级安排大循环，形成小学科学教学的合理知识结构。这就是教材编者的一项重要工作。教材在编排时，只有充分考虑到学生的认知特点，把知识结构整理成能适应学生普遍理解的形式，才能有利于学生的学习。
　　
　　3.教材中每课的复习，每章的知识结构和复习题，每单元的内容摘要，也很有参考价值。这样编排，可以使学生不断地得到复习和巩固。因为人的记忆如果不反复再现，就会遗忘。为了要牢固地掌握所学内容，复习是不可缺少的。而复习又不应该是简单地、机械地重复，这套教材是通过复习题、知识结构分析等，将学生所学内容进行了加工和整理，使学生了解各课、各章的知识内容在本章、本单元内的地位，以及各知识点之间的关系，帮助学生形成某一部分内容的整体概念。教材中安排这样的内容，对学生的学习毫无疑问是大有好处的。
　　
　　这套教材在编排上，虽然有很多值得我们参考的地方，但同时这样编排也有不够合理之处。例如，把内容分成四个单元，各册按照单元前后不变的顺序编排，教师势必也应按照这一顺序教学。但这就明显地不能满足生物教学应时应季的需要。生物方面的内容必须与季节相符，才能看到实物，教师若坚持实物教学，就必须对教材进行较大的调整，这就给教师造成了很大的麻烦，同时也打乱了教材的整体结构。

二、教材如何把握教学内容的广度，才能使学生既学得好，又学得活
　　
　　一般说来，教材的编写是以本学科教学大纲为依据的。我国的教学大纲已将本学科的教学内容做了明确的规定，教材编者的任务就是要将大纲规定的教学内容具体化，如何理解和处理大纲规定的教学内容呢?
　　
　　这里引用一个形象的比喻。在广阔无边的知识海洋中画一个圆，本学科大纲规定的教学内容被圈入圆内。这个圆可以有两种画法，用来比喻两种教学思想指导下产生的两种教学效果：一种是用实线画，另一种是用虚线画。第一种圆内和圆外由实线隔绝开，学生完全被限制在圆内，因而只能学到圆内的知识；第二种圆内外随处相通，学生在学习圆内知识时，可以从虚线上任意一个空隙跑出去，因而他不会被限制在圆内，他能学到圆外更多的东西。
　　
　　很显然，我们当然希望教学能达到后一种效果，学生不应该只是死读书本。那么怎样才能达到这后一种效果呢?除其他因素外，教材应如何把握教学内容的广度，使学生学得活。在这方面美国这套教材有两处对我有很大启发。
　　
　　美国这套教材，除了编有与其他教材内容相近的课文外，还开辟了一个栏目，叫做《科学、技术与社会》。每一单元都有一两篇科技短文，全套书共38篇。这些短文用通俗的语言，介绍了与社会生活密切相关的科学技术新成就，以及人类普遍关注的社会问题。例如，《人类是怎样跟踪和研究动物的》、《胡萝卜对人体的益处》、《太阳能小汽车》、《盲人用计算机》、《热带雨林的重要性》、《有毒的垃圾应怎样处理》、《用电流促进骨骼痊愈》、《摩天大楼的高度问题》等等。这些内容既与各章教学内容有一定的联系，又能跳出必学内容的圈子，向学生介绍了先进的科学技术知识，引导学生把课堂的学习与社会实际结合起来，使学生大开眼界，并可以从小培养他们爱科学、学科学的兴趣，以及关心他人、关心社会的意识。同时也在一定程度上，解决了在教学内容中怎样适当充实先进科学技术知识的问题。 另外，这套教材在每一单元总结和复习之后，还选编一篇与本单元有关的科技文学作品片断，有儿歌、故事、散文等，并配有问答题，注有原书书名、作者姓名，全套教材共选了24篇(每册四个单元，共六册)。在每一篇后面还介绍了几本同类书籍。由此，学生不仅可以从本教材中读到一些优秀科技文学作品片断，同时通过此书，还了解到更多的、值得一读的好书，课外可以找到原著阅读。选编这样的文章，似乎超出了教材的范围，但我感觉还是有可取之处的：这样做可以使学生既增长了知识，增加了见识，将课上的学习与课下结合起来，又从中受到了文学艺术的熏陶，培养了良好的读书习惯。

三、如何有效地培养学生“学科学、用科学”的能力
　　
　　各门学科的教学目的，除了传授知识外，还有一个很重要的内容，这就是培养学生的能力。这一点已经被越来越多的国家所重视。尤其是科学教育，世界上许多发达国家已经在教学内容中加入了培养学生科学研究的能力，体现出以培养能力为主的教学体系。我国的自然教学大纲也已将培养学生“学科学、用科学”的能力，作为教学目的之一。那么，在教材中怎样体现这一教学目的，有计划、有步骤地安排好培养训练学生能力的内容呢?美国这套教材在这方面是下了一番功夫的。
　　
　　(一)注重指导学生学习探索知识的过程
　　
　　教材中除了分别培养学生观察、实验、思维等能力外，还特别注意指导学生学习如何研究和解决科学问题。教材结合教学内容，安排了两类学生活动，插在课文中。
　　
　　第一类叫做“技能(skills)”，是专门培养训练学生各种能力的，每一次进行一项能力的训练，每一项都是从低年级到高年级反复训练，由浅入深。全套培养学生能力的项目很多，有观察、实验、制作、测量、分类、推理、假设、预测等。
　　
　　第二类叫做“活动(activity)”，指导学生学习探索科学知识的过程和方法。这一类又分为四种：“解决问题(problem solving)”，“探究(explore)”，“集体探究(explore together)”，“发现(discovery)”。每一种活动都设计了一种完整的探索过程，从提出问题开始，直到最后得出结论为止。问题提出后，教材安排的各项活动的过程如下。
　　
　　“解决问题”活动的过程：(1)思考问题，(2)做出计划，(3)具体实施，(4)汇报。
　　
　　“探究”和“集体探究”活动的过程：(1)准备材料，(2)有步骤地探究，(3)记录结果，(4)得出结论并汇报。
　　
　　“发现”活动的过程：(1)准备材料，(2)有步骤地观察或实验。
　　
　　通过这一系列的活动，使学生能清楚地了解探究过程是如何进行的，同时在探究过程中又综合训练了第一类中的各项能力。
　　
　　总之，教材安排的这几类学生活动，不仅能发展学生每一项能力，更能从科学家进行科研的角度出发，让学生体会每项“科研”的全过程，从而更有效地掌握各项技能。
　　
　　(二) 注重指导学生学习探索科学知识的方法
　　
　　这套教材中不仅将每类“科研”的完整过程设计好，而且把进行“科研”的方法交待得非常清楚。特别是“集体探究”活动，其方法很有真正的科研小组工作的味道：教材首先说明“集体探究活动是小组活动，小组中每个成员都有特定的工作做”。然后，说明每个小组成员的具体分工：材料员负责准备材料及活动结束后的清理工作；操作员负责具体操作；组长协助操作员的操作，掌握时间，进行数学运算，并负责整个活动的安全工作；记录员负责用文字或图形记录活动情况；报告员负责向全班报告本组活动情况及结论。全套教材中每一个“集体探究”活动，都是按照这样的分工，交待具体的做法。

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