美國中學核心理科教材《生命科學》概念學習特點分析

段珊 崔鴻

摘 要 美國中學核心理科教材生命科學系列，圍繞概念的學習，設置了不同欄目，關注概念的學習路徑，強調(diào)結(jié)合科學方法學習概念，提倡“做中學”。

關鍵詞 生物學 概念 概念學習

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

由美國McGraw Hill圖書出版公司出版的中學核心理科教材《生命科學》（Life Science）系列《生命的基礎》、《人體》、《生態(tài)系統(tǒng)》、《微生物和植物》、《動物》共5冊，于2011年由浙江科學技術出版社編譯出版（以下簡稱美國教材）。根據(jù)美國教材編寫的特點，關于概念的學習分為三個階段：學習前、學習中、學習后。該教材根據(jù)各個階段的特點，設置了不同的欄目來圍繞概念幫助學生學習（圖1）。每一個欄目都服務于概念的學習，體現(xiàn)概念學習的重要性。

1 美國教材各欄目設置圍繞概念學習特點分析

1.1 概念學習前

美國教材在學生概念學習前，設置的欄目側(cè)重于確定學習重點，聯(lián)系學生已有的知識經(jīng)驗，創(chuàng)設概念學習情境。

“內(nèi)容提要”欄目以簡潔的方式從本章內(nèi)容的核心概念出發(fā)，從概念的某個方面進行介紹，鎖定所要學習的內(nèi)容。

“導航實驗”位于每章篇首，主要為概念學習提供情境而服務，大量的感性材料均源自生活中的實例。如：為學習“性狀”這一概念，引導學生調(diào)查“在你的身邊誰擁有酒窩”，通過學生親身的體驗，探索概念的實例。

“折疊式學習卡”以一種有趣的方式讓學生理清概念學習的思路。它將折疊紙手工藝與生物學概念的學習創(chuàng)造性的結(jié)合在一起，簡單、易行、趣味十足。如本教材圍繞“細胞”這一概念，設計了幫助理解細胞主要類型的折疊卡。學習正文時，在相應標簽下記錄細胞的結(jié)構(gòu)并進行區(qū)分。折疊式學習卡的用途貫穿了概念學習的始終：學習前，制作學習卡；學習中，完成學習卡上的概念學習任務；學習后，用于復習鞏固概念，加強概念記憶。

章前欄目“學習準備”，圍繞本章核心概念設計了一系列以句子形式呈現(xiàn)的為探測學生前概念的“觀點”。這里的“觀點”即是對概念的各種解讀。學生概念學習前，作出判斷；學習后，重新判斷，如有變化須說明原因并修正錯誤“觀點”，直至正確為止，最終將正確的“觀點”作為自己的閱讀指導。顯然，這種安排能有針對性地完善學生頭腦中的日常概念，修正迷思概念，幫助學生實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變。

節(jié)前欄目“學習聚焦”，聚焦于回顧已學概念和提示新概念。概念回顧中的概念通常是易于理解的或者是先前學習過的概念。通過“你會學到什么”、“為什么這很重要”激發(fā)學生學習新概念的動機。新概念名詞在正文中均標以黑體，非常醒目，由此也暗示了學習的重點即是學習這些新概念。

1.2 概念學習中

在學生概念學習中間階段，美國教材通過正文、插圖及旁欄，從概念的定義、例證、外延等角度讓學生理解概念。

美國教材正文的每級標題均由概念名詞、概念偏正短語或者概念句子等形式構(gòu)成，將正文內(nèi)容串聯(lián)起來。正文圍繞概念學習有如下特點：① 發(fā)揮核心概念的統(tǒng)領性。如將“遺傳”作為章節(jié)標題統(tǒng)領等位基因、伴性遺傳、基因工程等其子概念或者相關概念的學習。② 運用多種概念學習方式。依據(jù)不同概念間的關系，引導學生進行上位學習（如：基因突變、遺傳等→進化）、下位學習（如：生物→細胞）及并列結(jié)合學習（如：有絲分裂與減數(shù)分裂等）。③ 善用插圖補充概念定義。正文中的概念定義通常是簡潔的句子，但是幾乎每一個概念都配有相應插圖進一步舉例說明，大大地擴充了概念的內(nèi)涵和外延，便于理解概念。

插圖提供的是一類形象直觀的材料，以例證的方式輔助正文中的概念學習。對于具體概念，插圖主要提供相關概念的形態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖（如神經(jīng)細胞、真核細胞）或者模型圖（如DNA）；對于抽象概念，插圖主要提供相關概念的過程示意圖（如有絲分裂）或者相應的具體例子進行說明（如為不完全顯性舉了栗色馬和淺栗色馬雜交的例子）。另外，還利用表格梳理和比較概念，如孟德爾比較的性狀等。

“結(jié)合”欄目為生物學概念的學習提供了多學科、多方位的視角。涉及的學科有社會科學、健康、語言藝術、環(huán)境、歷史、天文、物理、化學、地球宇宙科學等，如結(jié)合語言藝術——英語的進化，此外還介紹了一些與生物學相關的職業(yè)如腫瘤科醫(yī)生、助產(chǎn)士、營養(yǎng)師等。

旁欄“迷你實驗”通過實踐的方式鞏固已學的概念。迷你實驗僅由實驗過程和分析兩部分組成，展現(xiàn)了實驗的核心內(nèi)容。迷你實驗可在實驗室或者家庭中做，簡單易行，并涵蓋了不同類型，如模型類——“細胞質(zhì)模型的制作”、技能類、“解釋多基因遺傳”。迷你實驗側(cè)重于從訓練學生的科學技能角度強化補充概念，貼近學生的生活。

“科學在線”可分為兩類：一類是作為其他欄目的輔助；另一類是作為正文中的概念背景及相關概念學習的拓展，以旁欄形式出現(xiàn)，包括話題和活動。話題即是概念名詞，如穩(wěn)態(tài)、病毒再激活等?；顒觿t是提供問題情境，以任務驅(qū)動學生搜索概念的相關信息。

1.3 概念學習后

經(jīng)過概念學習的導入、理解階段之后，接下來就是圍繞鞏固、練習、應用概念階段。

美國教材“實驗室實驗”欄目強調(diào)結(jié)合科學方法運用概念解決現(xiàn)實世界的問題，如“色盲測試——形成一個關于男女色盲的普遍性的假說”，還有利用互聯(lián)網(wǎng)、模型建構(gòu)等方法進行的實驗。通過解決問題，可以不斷完善和修正前概念，實驗室實驗正是通過讓學生動手做解決“現(xiàn)實世界的問題”進行學習的。

家庭實驗室——來自廚房、裝廢品的抽屜或者院子的實驗。它位于美國教材每冊結(jié)尾部分，通常是4～7個。通過解決現(xiàn)實世界的問題（如“卷舌是顯性性狀還是隱性性狀”，提示科學概念是日常生活中常會用到的，它不僅僅用于課堂，也在生活中無處不在。

美國教材中的“章節(jié)回顧”、“學習指南”、“標準化測試”是為梳理已學概念，通過及時練習鞏固概念而設置的（表1）。概念學習后期，加強記憶，通過大量的練習來提高速度和準確度，最終落腳到概念的遷移。

1.4 美國教材中概念學習的特點

1.4.1 強調(diào)以概念為中心

縱觀這套美國生命科學教材，它將生物學概念作為一條主線編織學習內(nèi)容。無論是以顯性方式，如概念回顧、新概念、形象化概念圖、概念檢測等直接強調(diào)概念學習，還是以隱性方式將概念的學習蘊含在實驗、練習中，都是在圍繞概念進行學習。這充分體現(xiàn)了生物學概念在生物學知識學習中的核心地位。

1.4.2 關注概念的學習路徑

美國教材關注了概念學習的前、中、后三個階段，分別對應于概念的引入、理解、鞏固應用。學習前，明確目標、提供情境、探測前概念；學習中，多方位、多角度地理解概念的內(nèi)涵和外延；學習后，總結(jié)、梳理概念，構(gòu)建知識網(wǎng)絡，練習、鞏固、應用概念。把握了概念學習各階段的特點，關注了概念的學習路徑設置欄目。

1.4.3 強調(diào)結(jié)合科學方法學習概念

生物學概念是抽象思維的產(chǎn)物。美國教材強調(diào)結(jié)合科學方法對感性材料進行思維加工形成概念?？茖W研究的一般方法包括獲取經(jīng)驗性材料的方法和理性思維的方法兩大方面。前者包括觀察法、實驗法、調(diào)查法、模擬法，這些在美國教材實驗欄目中普遍涉及。后者則主要包括邏輯思維、數(shù)學方法、模型方法等，在美國教材中，幾乎每個欄目都包含有目標動詞引導的問題，如：解釋DNA是如何復制的；模型模擬遺傳學中的概率等。這也正是對概念學習方法的一種顯性指導。

1.4.4 強調(diào)在活動中學習概念

美國教材設置的一系列欄目，尤其是折疊式學習卡、導航試驗、迷你實驗、實驗室實驗、科學在線、結(jié)合欄目等，特別強調(diào)在活動中體驗學習，體現(xiàn)了“做中學”的理念。該教材從解決現(xiàn)實中的實際問題出發(fā)，自主進行科學探究，及時修正錯誤概念，還能幫助學生靈活運用概念，最終實現(xiàn)提高學生的生物科學素養(yǎng)。

2 對我國教材如何體現(xiàn)概念學習的啟示

2.1 關注概念的呈現(xiàn)和表述

美國教材在概念的呈現(xiàn)和表述上，既有使用概念名詞，運用陳述句來傳遞概念，如正文、章節(jié)回顧、學習指南，也有直接采用完整陳述句的方式表述概念，運用陳述句來探測學生前概念，判斷概念掌握程度，如學習目標中的“觀點”、習題中的概念檢測等。這啟示教師要靈活運用多種概念呈現(xiàn)方式，促進概念學習。

2.2 充分利用插圖、習題補充概念的學習

通過生物教材中的插圖為概念提供形象化、具體化的例子，選擇恰當?shù)膱D像數(shù)量、類型、內(nèi)容，與正文的結(jié)合方式，與習題的配合形式等，都將有助于概念的學習。習題是學生鞏固概念的重要形式，是對重要概念學習的完善和拓展，設置概念形成各個環(huán)節(jié)的問題，幫助學生思考和理解概念的各個側(cè)面，通過練習，對重要概念進行辨析、遷移。設計明確針對概念的不同題型尤為重要，形象化概念圖就是很好的示例。

2.3 注重運用批判性思維建構(gòu)概念

概念的學習是從錯誤概念到科學概念的過程，此過程包含著批判性思維的運用。美國教材通過導航實驗、章節(jié)回顧、習題中的批判性思考，正文中穿插的“想一想”，還有文本中體現(xiàn)的批判性精神如獨立自主、充滿自信、樂于思考等這些欄目內(nèi)容來解讀概念。同時，注重運用批判性思維建構(gòu)概念，也是改變機械、被動學習概念的一種積極有效的措施。

2.4 構(gòu)建網(wǎng)絡資源學習平臺拓展概念學習

網(wǎng)絡資源學習平臺能為構(gòu)建概念提供大量事實和相關概念來支撐概念的學習。構(gòu)建與教材配套的學習網(wǎng)站，提供平臺，學習與生物學概念相關的科學史、相關的學科、相關的職業(yè)、相關的話題、習題庫等。如何利用網(wǎng)絡圍繞概念學習，也是開發(fā)課程資源的開發(fā)點之一，教師有必要充分挖掘其價值。