王鹤 张家琪 吴伟

摘 要：STC教材每节内容主要由情境引入、学习目标、实验前的准备、探究实验、实验反思、知识运用6大部分组成。教材首先创造生活情境引入课题，而后让学生明确学习目标，接着指导学生进行实验探究和实验反思，最后将知识运用到生活实际中。内容的编排符合学生的认知过程，有利于促进学生建构知识。基于上述分析，对国内物理教材的编写提出了三点建议。

关键词：STC教材；编排；密度

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2018）10-0018-3

物理教科书是教与学的重要工具，不同版本的教材在结构安排和内容筛选上各具特色，其依据的教育理论也各不相同。与国内教材相对比，美国中小学生广泛使用的STC教材（Science and Technology for Children）在内容和结构上都有着独特、鲜明的特点，因此不论是透析其课程理念，还是分析其内容编排，对国内科学教材的编写和教师的教学设计都具有启发作用和参考价值。

1 STC教材简介

STC（Science and Technology for Children）是美国中小学现行科学教材之一，它是在美国《国家科学教育标准》（NSES）的指导下进行编写的，是美国使用较为广泛的中小学科学教育课程教材，其课程体系相当完备，涵盖了学生从幼儿园到12年级要学习的物理、化学、生物等科学知识。它特别强调科学探究，每节课都有多个科学探究活动，属于以学生为中心的课程类型。

2 STC教材的内容与编排分析

STC教材每一章都围绕一个大主题展开，大主题下又包括多个小主题。其中，每节课的内容都按照情境引入、学习目标、实验准备环节、探究实验、实验反思、结论应用这六个版块进行编排。下面以“密度的确定”内容为例分析STC教材内容与设计的特点（见表1）。

从对以上两版本教材内容的分析，我们可以发现STC教材“密度的确定”内容涵盖以下几个特征要素。

2.1 贴合生活实际的课题引入

“密度的确定”以学生熟悉的潜水情景引入新课，并提出“他是怎么做到潜水的？”“为什么既可以浮到海平面又可以潜到海底？”两个问题，让学生带着问题去学习新内容。

建构主义认为，学习总是与一定的社会文化背景即“情境”相联系的，在实际情境下进行学习，可以使学习者利用原有的经验去理解和同化新知识，如果原有经验不能同化新知识，则学习者需对原有认知结构进行改造与重组。

通过创设学生熟悉的生活情境展开教学，将课题和生活现象结合起来，挖掘学生的前概念，既激发了学生的学习兴趣，又缩小了问题难度，有利于学生同化或者顺应过程的完成。另外，用生活现象引出要探究的问题，有利于培养学生从生活中发现问题的意识。

2.2 具体且可行的学习目标

STC教材有别于国内众多科学教材的一个鲜明特点是有着具体且可行的学习目标，它在“本节目标”环节专门呈现给学生一节课的学习目标，“密度的确定”有5个目标（见表1），目标的指向性很明确，学生清楚地知道应该做什么，且目标的达成难度层层递进，前面目标是后面目标的基础。

2.3 完备的实验准备环节

STC教材的实验前的准备环节主要是使学生明白实验流程、实验要求和实验原理，减少学生不知道怎么做的迷茫感，以促进学生顺利展开实验。“密度的确定”的准备环节主要有3步（见表1），主要促使学生通过讨论认识实验涉及到的物理量，并通过阅读确定质量和体积的测量方法及其密度的计算方法。STC教材通过学生的讨论、阅读或者实验探究得出结论，充分体现了学生才是建构知识的主体。

2.4 步骤明了的实验探究环节

STC教材的實验探究的步骤清晰明了，“密度的确定”中测量水的质量和体积的实验共有11个步骤（见表1）。前面的步骤帮助学生掌握仪器的使用方法，明确实验方案；后面的步骤以问问题的方式引导学生逐步认识密度的物理意义和计算方法等；讨论交流实验方案、汇报结果这两个步骤的设置充分体现了建构主义中“协作学习”的教学原则，学生在自我建构对外界的认识的同时，也将自我认识反馈给外界，有利于培养学生的沟通与协作能力。

2.5 以问题串起的实验反思环节

STC教材中实验反思环节以问题作为认知平台，通过不断地提出问题促进学生对实验过程和结果进行思考，并由学生自主解决问题和总结实验结论，此举有利于促进学生进一步掌握物理概念或者物理公式。另一方面，也体现出学生才是学习的主体，教师只起到辅助、引导作用。如表1所示，“密度的确定”的实验反思用6个问题从物理量单位、计算方式、物理量的物理意义这3个角度加深学生对密度的理解。

2.6 回归生活的知识运用

STC教材在回归生活这一环节总是给出相关的生活现象或者相关的物理史实，让学生感受相关物理知识的发展历史或者让学生利用已学的知识解释一些生活现象。“密度的确定”让学生认清生活中质量和重力的区别，并讲述了阿基米德判断王冠是否掺假的历史故事。苏科版教材也以阅读材料的形式普及一些先进的技术或者解释一些相关的生活现象，与STC教材的回归生活环节有着异曲同工之效。学习过程的最终目的是完成意义建构，在教师的辅助下，学生通过自我建构获得知识，但能够应用知识解释生活现象或者解决问题才是学习的最终目的。

从以上六个特点我们发现，STC教材以描述生活场景的照片引入新课，引导学生对生活和自然现象思考，让学生带着问题进行学习。具体明确的目标设置告诉学生此节课的主要内容，使学生明确本节的学习目的。STC教材将课程内容融入探究实验的各个环节中，在准备环节使学生认识实验仪器、掌握仪器的使用方法以及实验原理，在实验探究过程中锻炼学生的合作交流能力和自主思考能力，在实验反思环节促进学生进一步掌握物理概念的本质和物理意义。在回归生活环节中，对相关生活现象的解释有利于培养学生解决实际问题的能力。

3 启 示

由上述可知，苏科版比STC教材少了学习目标、实验准备、实验反思三个部分，多了3W部分。基于上述分析，针对物理教材的编写提出以下几点建议。

3.1 制定学习目标环节

学习目标可以增强学生学习的指向性，有利于学生整体把握一节课的内容，可使学生在学习过程中随时调整学习的方向，在课堂结束时也方便检查是否达到了对应的目标，有利于培养学生的元认知能力。STC教材每一节都有清晰的学习目标设置。反观国内情况，类似学习目标的设置多在教辅书上，多是以教学目标的形式呈现给教师，学生接触不到学习目标。

3.2 增加实验准备环节

STC教材中实验前的准备环节以文字的形式告诉学生实验流程、实验要求和实验原理，有利于减少学生不知道做什么、怎么做的迷茫感。苏科版教材没有此环节，往往通过教师的讲解告诉学生实验的流程、要求和原理。但是，学生层次分布不均匀、注意力容易分散，会直接导致部分学生不能消化老师讲解的内容。也许增加实验前的准备环节，将其以清晰的步骤呈现在教材中是一种解决办法。

3.3 设计实验反思环节

苏科版教材在每一章的综合实践活动中设有反思与评价环节，但没有在每节课的实验中设置反思环节。STC教材每节课都有实验反思环节。反思不仅有利于学生加深对物理概念和物理规律的理解，也是培养学生元认知能力的一种方法。

总之，一套优秀教材内容的广度和深度的选择固然重要，合理的内容设计与编排也不容小觑。如何促进学生更好地理解与建构教材内容，其内容编排就显得尤为重要。不同教材的内容的选择和结构的安排各有特点，路漫漫其修远兮，如何博采众长从而设计出优质的课堂工具書仍是物理教育工作者不懈奋斗的目标。

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