中美小学一年级科学教材比较研究及启示——以《植物》单元为例

中美小学一年级科学教材比较研究及启示——以《植物》单元为例

陈 花

华中科技大学附属小学

摘要：针对我国【教科版】《科学》一年级教材与美国【加州版】《科学》一年级教材，以《植物》单元为例，重点比较两版教材的组成体系、栏目设置和知识内容的编排，发现：【加州版】《科学》教材的整体结构更具完整性和系统性；【教科版】《科学》教材栏目类型有限，【加州版】《科学》教材体系的栏目类型丰富、数量多；前者的栏目设置更倾向于培养学生的科学思维与核心素养，后者更注重学生的综合能力发展；两版教材的栏目设置在纵向上都具有较强逻辑性，在跨课本的横向关联性上存在较大差异；此外，两版教材的《植物》单元所编排的主要知识点大同小异，但编排逻辑各具特色。由此总结对我国小学科学教材编写的三点启示：1.依据课程标准，加强跨学科融合；2.以生为本，丰富栏目类型；3.开发配套资源，丰富教材体系。

关键词：小学，科学，教材，比较，课程标准

基于课程标准编写与开发的小学科学教材是小学科学教育的载体，是全面落实课程标准所提出的课程理念和课程目标的具体体现，也是教师有效开展教学、促进学生学习的重要支撑。2022年，新颁布的《义务教育科学课程标准》（2022版）对科学教材编写工作提出了新的要求与建议，该标准明确指出：教材内容编排应具有整体性和逻辑性；活动设计要体现实践性；呈现方式要符合学生学习特点；栏目设计应合理、精当，形式活泼^[1]。相比之下，美国依据其致力于科学知识普及与教育的中小学课程改革工程——“2061计划”^[2]，将小学科学教材研究纳入研究项目之一，大力推动了全球小学科学教育的发展，同时促进了小学科学教材的推陈出新。其中，【加州版】《科学》教材成为了美国中西部小学科学主流教材，并在全球各地被反复借鉴与使用^[3]。该教材不仅在呈现方式上色彩丰富、图文并茂、形式活泼，在整体结构设计、栏目设置以及知识内容的编排上系统而全面，颇具研究价值。因此，本文针对我国出版的【教科版】《科学》一年级教材与【加州版】《科学》一年级教材的组成体系，并以《植物》单元为例，重点比较两套教材的教材组成、栏目设置和知识内容的编排，以期为我国小学科学教材的编写及科学教育提供一定的参考和借鉴价值。

一、教材的组成体系比较

（一）【教科版】《科学》教材的组成

【教科版】《科学》教材按照年级编排出版，1-6年级教材均分为上、下两册，共计12册。每册教材均是“1+1”的组合，分别由1本《科学》教科书和1本配套发行的《学生活动手册》组成。教科书系统地呈现了课程内容，并对学生的科学学习过程起着指引作用；《学生活动手册》主要针对教科书中的探究活动，以任务清单的形式呈现，是对学生探究活动的具体指导和活动实时记录的载体。

以一年级上、下两册教材为例，教科书按照生命科学与物质科学两大领域编排，每册教科书设计有2个单元的知识内容，每个单元由6-7个课时内容组成，全册教材共计26课时^[4]。学生活动手册针对每个课时的探索活动配备相应的活动记录单，对个别课时的拓展栏目也提供了指导。从篇幅上看，教科书每课时内容占据2-4页的版面，学生活动手册每课时内容均占据1页的版面。

（二）【加州版】《科学》教材的组成

【加州版】《科学》教材同样按照年级编排出版，每个年级均设有一整套资源丰富的教材。每个年级的教材均是“4+3”的组合，它们分别是4本学生用书、3套多媒体教学资源。其中，4本学生用书分别是《科学》（教科书）、《互动课本》、《活动实验手册》、以及《读写练习册》，这4本书相互补充、密切关联的；3组配套教学资源分别是1套科学词汇卡、1套Flash动画和1本有声绘本。

以一年级教材为例，教科书按照生命科学、地球科学、物质科学三大领域编排，各领域均设计2-3个单元的内容，全书编有7个单元，每个单元由3-4课时内容组成，全册教材共计24课时^[5]。《互动课本》除了针对教科书每个课时的“Read Together and Learn”（译：“合作阅读与学习”）栏目编排了图文并茂的内容指导与练习，还对每个单元的核心概念进行了总结、诠释以及提供补充练习，旨在强化学生对于该单元所学核心概念的理解与掌握。《活动实验手册》在功能上类似于【教科版】《科学》教材的学生活动手册，但内容和篇幅上远远大于后者。《读写练习册》针对各课时的2-3个栏目提供丰富的练习作为补充，并指导学生绘制思维导图对每个单元的大概念进行回顾，旨在培养学生的科学阅读与写作等综合水平，是教材跨学科融合的极佳体现。从篇幅上看，教科书每课时内容占据8-10页的版面；《互动课本》每课时内容均占据4页的版面；《活动实验手册》每课时内容均占据6页的版面；《读写练习册》每课时内容均占据4-6页的版面。

（三）两版教材整体结构的比较及发现

尽管两套一年级教材总课时量是相当的，但【教科版】《科学》一年级教材仅由2本教科书和2本配套发行的学生活动手册组成；而【加州版】《科学》教材由7个篇幅可观的教学资源有机组合而成，后者的整体结构更具完整性和系统性。具体如下图所示。

图一 小学科学一年级教材组成体系对比

二、教材栏目设置比较——以《植物》单元为例

（一）【教科版】《科学》教材栏目设置

【教科版】《科学》教科书的单元栏目除了组成本单元的课时内容外，在单元末尾设置有“科学阅读”栏目，内容为与单元核心概念相关且图文并茂的阅读材料。课时栏目由“聚焦”、“探索”、“研讨”和“拓展”4个栏目组成，不同课时在栏目组合上略有不同^[4]。

学生活动手册的单元栏目除了组成本单元的课时内容外，每单元设置有“评价表”，针对单元的课程目标进行了学习评价。课时栏目主要是“我的课堂活动记录”，个别课时设置有“拓展活动”栏目。

例如，《植物》单元由6课时内容编排而成，教科书与学生活动手册的单元栏目设置与【教科版】《科学》其他年级教材内容保持一致；各课时的栏目设置大同小异，如下表所示。

表一 【教科版】《科学》教材《植物》单元栏目设置

（二）【加州版】《科学》教材栏目设置

【加州版】《科学》各年级教材均由4本学生用书和3套多媒体教学资源。其中，3套多媒体教学资源是图文、声音和视频资源的呈现与组合^[5]。4本学生用书分别是教科书《科学》、《互动课本》、《活动实验手册》、以及《读写练习册》，这4本书的栏目设置类型多样、栏目名称丰富，彼此相互补充、密切关联。

例如，《植物》单元由3课时内容编排而成，教科书的单元栏目设置除了组成本单元的课时内容外，在各课时内容前设有“诗歌”栏目，在各“课时”内容后设有“探究技能培养”、“科学阅读”、“探究与调查”、“科学写作”、“科学中的数学”、“我阅读”以及“单元小结与测试”。单元内各课时栏目保持一致，按照呈现顺序为：“看与想”、“探索”、“合作阅读与学习”。基于教科书的内容和栏目，《互动课本》、《活动实验手册》和《读写练习册》均设置了配套的栏目内容，具体分布如下表所示。

表二 【加州版】《科学》教材《植物》单元栏目设置

（三）两版教材栏目设置的比较及发现

1.栏目数量与类型存在差异

以《植物》单元为例，【教科版】《科学》教材栏目类型有限，每课时的栏目设置基本一致。例如，教科书的栏目类型主要有导入型、探究型、研讨型和拓展型栏目；学生活动手册主要有活动记录型栏目、拓展型栏目以及评价型栏目。

【加州版】《科学》教材体系的栏目类型丰富、数量多，包括导入型、探究型、拓展型、复习型、总结型、评价型、以及学科交叉综合型栏目等。构成教材的4本学生用书充分体现了学科的交叉融合，促进学生的全面发展。以下表格呈现了两版教材栏目类型的差异。

表三 两版教材《植物》单元栏目设置比较

2.栏目内容的侧重点不同

【教科版】《科学》教材的栏目设置更倾向于引导学生思考，培养学生的科学思维，栏目在内容设置上也是突出知识的相互联系与实际应用，侧重培养学生知识的迁移能力。

【加州版】《科学》教材的栏目设置注重学生全面发展的培养，因而设计了较多跨学科融合的栏目。同时，该教材强调实验的科学性与规范性，在探究栏目中给出详细的探究步骤。此外，教材非常注重科学概念的准确性，多处设置科学词汇练习栏目、知识复习类栏目以及多元化的评价类栏目有利于学生自我反思与自我评价能力的提升。

3.栏目之间的交叉关联性不同

（1）两套教材的栏目设置在纵向上都具有较强逻辑性

【教科版】《科学》教材栏目设置突显了每一个栏目都与下一个栏目的逻辑顺承关系。相比之下，【加州版】《科学》教材体系的纵向栏目设置重在关联语文、数学和综合实践等学科的素养与技能的培养。例如，【加州版】《科学》教科书在《植物》单元中除了设置有诸如“探索”和“探究技能培养”等典型科学学科栏目，还设置了“诗歌赏析”、“合作阅读与学习”、“科学阅读”、“科学写作”以及“科学中的数学”等跨学科融合栏目。不仅如此，配套的《读写练习册》也相应地设置了“科学词汇”、“填空测试”、“科学阅读”和“科学写作”等关联语文学科的练习栏目。

（2）两套教材的栏目设置在跨课本的横向关联性上存在较大差异

【教科版】《科学》教材中的学生活动手册所设置的栏目均是为教科书中的“探索”栏目或“拓展”栏目所设计的学习记录单；而【加州版】《科学》教材的《互动课本》、《活动实验手册》和《读写练习册》中丰富多种的栏目不仅仅是学习记录单的汇总，更是对课本各个栏目知识的强化、补充与拓展，并针对单元核心概念和科学词汇设计多样化的练习。例如，《植物》单元第3课《植物的组成部分》，针对教科书中的“探索”、“合作阅读与学习”、“科学阅读”以及“探究与调查”4个栏目，《互动课本》、《活动实验手册》以及《读写练习册》三本教材中均设置有配套的学习单以及配套练习等，具体如下表所示。

表四 【加州版】《科学》教材《植物》单元第3课《植物的组成部分》

教科书	《活动实验手册》
教科书	《读写练习册》

三、知识内容编排比较——以《植物》单元为例

（一）知识内容及所依据的课程标准的比较

两版教科书在内容编排上都着重体现了学生科学素养的培养，同时注重精选科学探究主题，引导学生通过探究活动学习科学。其中，《植物》单元相关课程标准与具体知识内容编排如下表所示。

表五 两版教材《植物》单元知识内容编排比较

（二）知识内容编排的同与异

正如以上表四所呈现的，两版一年级教材所依据的课程标准都明确指出，通过《植物》单元的学习，学生将知道植物会生长且需要水和阳光以维持生长、知道植物具有根和叶的结构特征^[1、5]。此外，我国课程标准提出，通过该单元课程学习，学生能说出周围常见植物的名称及其特征^[1]；而美国加州的课程标准强调，学生通过课程学习能够知道植物以不同的方式满足需求、并具有帮助它们在不同地方生长的外部特征^[5]。正是基于课程标准的同与异，两版教材的知识内容编排上也存有相应的同与异，具体概括如下：

1.主要知识点大同小异

从以上表格，不难发现两版教材的主要学习内容虽然在文字表述上略有差异，但大体相同，都涵盖了植物的生命特征及共同的结构特征、植物是多样的、植物生活在特定环境中以及植物需要水和阳光。两版教材知识点差异主要体现在：【教科版】《植物》单元要求学生通过课程学习“能说出周围常见植物的名称及其特征”，而【加州版】《植物》单元明确指出，学生通过学习需知道“植物具有帮助它们在不同地方茁壮成长的外部特征”、以及“根与水和土壤养分的吸收有关，绿叶与从阳光中获取食物有关”。相较于【教科版】教材，【加州版】的《植物》单元科学知识容量大、覆盖面广、 概念性名词较多、且更注重知识点之间的相互联系。

2.编排逻辑各具特色

两版教材的知识难度均体现了由浅入深、逐步递进，体现了学习的渐进性，符合小学生的逻辑思维与认知发展规律。【教科版】《植物》单元以生为本，从学生“知道的植物”导入，进而让学生从整体到局部来观察植物，通过单元的内容学习，最后又回到认识“校园的植物”；而【加州版】的《植物》单元基于学生的前概念，从“无所不在的植物”到植物生长的需求以及为满足生长所具备的外部结构特征，符合由整体到局部的认知逻辑，也更为契合加州小学科学教育课程标准。

四、两版教材比较研究的启示

（一）对小学科学教材编写的启示

基于前文有关【教科版】《科学》与【加州版】《科学》的教材组成、栏目设置以及知识内容编排，对我国小学科学教材编写启示如下：

1.依据课程标准，加强跨学科融合

通过两版教材的对比研究发现，【加州版】《科学》教材所涵盖的课程内容更为注重学科关联，尤其是与数学、语文、综合实践活动等课程的融合。我国科学课程标准明确指出，教材编写应注重跨学科概念，尤其是与数学、语文、综合实践活动等课程的融合^[1]。因此，要想全面落实课程标准所提出的课程理念和课程目标、有效开展教学、促进学生的全面发展，小学科学教材编写可借鉴国外小学科学教学经验，充分、有效融合不同学段多学科教学，从而促进学生的全面发展。例如，科学探究中的数据处理、模型建立都离不开数学^[6]。让学生在探究的过程中，应用数学知识和数学思维方式不仅能发展学生的科学思维还能提升数学应用能力。此外，科学课有很多听、说、读、写的机会，教师应多提供这些机会，并设法使之带有科学色彩。例如，阅读科普书籍，按科学探究的线索重组信息，并撰写科学小论文等。

2.以生为本，丰富栏目类型

依据课程标准，教材的编写应以学生的学习为指向，教材内容的选择、编排以及呈现方式，要以学生为本，而不是单纯地呈现课程内容。此外，该标准提出，以课业目标和学业质量标准为依据，构建素养导向的综合评价体系^[1]。评价原则倡导跨学科融合、校内外结合，体现评价的综合性、增值性及过程性。然而，【教科版】《科学》教材除了呈现以探究为导向的课程内容，缺乏有效的评价型栏目和复习型栏目。评价不仅仅是简单的知识点测试和评估，它可以从多个角度反馈学生现阶段学习水平与学习目标间的差距；学生的自主评价同时也是二次学习与认知的二次修订，是学生自主学习与反思的有效途径^[7]。复习型栏目往往融合了语文学科的读、写、语法等，可以使学生准确掌握科学概念的同时，提升语文学科相关素养。因此，我国小学科学教材编写可以参考并借鉴【加州版】《科学》教材内的栏目设置方式，丰富栏目类型，增设评价型和复习型栏目。

3.开发配套资源，丰富教材体系

针对教科书配套资源的开发，课程标准指出，教科书的内容应能引导学生将课内学习与课外实践、课外阅读结合起来，引导学生通过各种途径拓展知识、开展更多的探究活动，并运用知识解决力所能及的问题^[1]。小学科学教材编写应充分开发教学资源，将高清图片、音频、视频等更为生动的呈现形式引入到教材体系中，并在教科书中编排与教学内容相关的且有利于拓展学生认知的课外读物、网络资源链接等，丰富教材组成体系，为教与学提供有力的支撑。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

[2]崔鸿,张海珠.新理念科学教学论(第二版)[M].北京:北京大学出版社,2013.7.

[3]张琳.中美小学科学主流教材“生命科学”部分的对比[J].小学科学（教师版），2018,(12),132.

[4]郁波主编.科学.一年级上册[M].第一版.北京:教育科学出版社，2017.

[5] Jay K. Hackett, et al. California Science. Grade 1[M]. Macmillan/McGraw-Hill，2008.

[6]尹雪婷.中美小学科学教材比较研究——以教科版和ACSI版教材为例[D].贵州师范大学，2017.

[7]王曾惜.中美小学 1-2 年级科学教科书“生命科学领域”的比较及教学案例开发研究[D]. 河北师范大学，2018.