赵书栋，刘嘉茹

（1肇庆学院教育科学学院 广东 肇庆 526000；2高雄师范大学科学教育暨环境教育研究所）

关键字：小学科学教材；科学教育；文本语言；科学插图；记录图表

近几年来，海峡两岸小学科学教育都有较大变革。大陆2017年出台的《义务教育小学科学课程标准》，逐渐凸显了小学科学课程的“基础性地位”。台湾地区2018年修订的《十二年国民基本教育课程纲要——自然科学领域》进一步明确了“素养”教育的理念。教材是落实课程标准（或纲要）理念的重要载体，也是开展课堂教学的主要凭借。本研究通过对大陆教科版（2017年印刷版）和台湾南一版（2017年印刷版）小学科学教材的比较和分析，试图评价两者在文本内容呈现上的差异和优劣，以期能够为今后小学科学教材的修订和更好地使用教材提供经验和参考。

一、两岸小学科学课程标准及教材的概述

1.两岸小学科学课程标准概述

大陆《义务教育小学科学课程标准》（2017年）和台湾《十二年国民基本教育课程纲要——自然科学领域》（2018年）都明确了小学科学课程的性质、理念和目标。在课程性质上，两者都强调科学课程的重要性，总的目标基本一致。在课程理念上，两者都突出“探究式学习”和“学生主体”的地位，前者强调“关注全体学生”和“保护学生好奇心和求知欲”，而后者强调“探究的实施过程”和“科学精神和科学素养的培养”。在课程目标上，前者以“科学素养”为总目标，划分为“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境目标”等4个具体目标，侧重对科学知识、科学技能和探究能力的培养；后者涵盖了“培养探索科学的兴趣和主动学习的习惯”“学习探究方法和基本知能”“培养环境、资源、生命的知能与态度”“培养沟通表达、团队合作的能力”“培养思考、解决问题的能力”“察觉和试探人与科技的互动关系”等6个目标，强调探究与生活的结合，以及问题解决能力的培养。两岸小学科学课程标准的课程理念和课程目标基本一致，都凸显了“科学素养”在科学教育中的突出地位。

2.两岸小学科学教材概述

大陆教育科学出版社出版的《科学》是新世纪我国最早编写的几套小学科学教材之一，由我国小学科学教育研究中心主任郁波主编。台湾南一书局出版的《自然与生活科技》是台湾地区统编并较普遍的几套教材之一，由台中教育大学教授黄鸿博主编。本研究选取教科版和南一版两套3-6年级科学教材（都为2017年修订版）为研究对象。从单元内容分布上看（表1），两套教材主要包含了物质科学、生命科学、地球与宇宙科学等三个知识模块，各8册。每个年级分为上下两册，每册各包含4个单元（南一版6年级下册为3个单元），两套教材的主题单元数量基本相同，前者共32个，后者共31个。两套教材在栏目设计上也十分相近：教科版各单元主要包括：观察、记录、比较异同、操作、思考、知识点提示、资料库等栏目；南一版各单元主要包括：观察、比较、操作、讨论、想一想、小视窗、安全提醒、科学阅读等栏目。

表1 两岸小学科学3-6年级教材单元对比

两套教材选材广泛，都是学生容易接触或观察到的事物，由易到难，按照知识模块呈现于不同的主题单元之中。在内容选材上，两者有所不同：教科版比南一版多出《岩石和矿物》《沉和浮》《微小世界》等3个单元；而南一版比教科版多出《防锈与防腐》和《珍爱家园》2个单元。在地球与宇宙科学领域，前者以《地球表面及其变化》《地球的运动》《宇宙》等3单元呈现，而后者以《月亮》《太阳》《星星的世界》《变动的大地》等4单元主题呈现。

二、两套教材在内容呈现方式上的比较分析

本研究以两套教材三年级下册的《植物的生长变化》（南一版《蔬菜的生长》）单元为例，比较了两者在文本语言、科学插图和记录图表上的差异。

1.文本语言的比较

（1）在主题单元中，两套教材文本语言差异明显。在问题引导、科学概念解释、人物故事介绍中，前者文本表达较为“严谨”，而后者相对较为“通俗”。譬如，前者在“叶为植物提供‘食物’”三级主题部分，引入了“光合作用”的概念，用文字对光合作用的过程进行了表述和解释，并以“英国科学家普利斯特利发现光合作用”这一科学史故事作为对“光合作用”概念的补充，有助于学生对光合作用化学变化的理解，使较为抽象的概念变得较为形象和具体，又不失科学的规范，使学生更容易对“叶为植物提供‘食物’”知识的理解。后者在观察种子、照顾蔬菜的活动中，使用相对简单的陈述句和疑问句，如“器材准备好了”之后“要怎样播种？”等提示形式，引导学生浇水、除虫、移植等操作，并通过辅助性的“讨论小视窗”，提醒学生操作中注意的事项，使学生带着问题进行各项活动，有助于学生集中注意力开展科学探究。在语言表达上，后者较为简短，也更为通俗，容易使小学中年级学段学生的理解。

（2）在资料库（阅读栏目）中，前者由对凤仙花的学习延伸到对自然界中各样植物茎的认识，内容丰富，且具有新颖性。前者语言表达具有科普的严谨性，也不失形象和生动，符合学生用语习惯。譬如，使用稀释“1000倍”、高达“150米”、粗达“10米”等形容词和量词，对植物茎的形态和大小进行了生动而详实的说明，有助于学生在学习中对事物进行识别和掌握。而后者在该栏目中结合蔬菜生虫的现实情况，以“葱”“薄荷”“薰衣草”等植物制作“天然无毒驱虫剂”，并详细呈现了材料制作的流程，文本语言相对通俗、简单易懂。也通过“制作天然驱虫剂”的操作过程，有助于引导学生对身边环境保护的隐性教育。

2.科学插图的比较

依照插图特征和功能的不同，本研究把科学插图分为卡通插图、实物插图和操作插图三类。卡通插图以动漫人物和场景的形式呈现，并配有适当的旁白，容易引起学生对某一问题或现象的思考，也能起到点缀和修饰的作用。实物插图以场景、实物的图像呈现，较为具体和客观，能够真实地呈现实物的形态或场景，进而促进学生专注观察。操作插图系列性地呈现了探究的程序或操作的流程，往往是几幅插图的组合，能够使学生更加明晰探究的关键步骤或具体操作方法。

在科学插图的使用上，教科版在本单元使用了22幅卡通插图、32幅实物插图和3幅操作插图（表2）。南一版在本单元使用了11幅卡通插图、49幅实物插图和10幅操作插图（表3）。在科学插图总的数量上，后者（60幅）略多于前者（54幅）。其中前者的卡通（22幅）明显多于后者（11幅），而后者实物插图（49幅）明显多于前者（32幅），同时后者操作插图（10幅）也明显多于前者（3幅）。另外，前者科学插图尺寸较小，而后者有时把一幅科学插图呈现在两个页面，或以活页的形式呈现，相对较大。如在教科版该单元主题7“我们的大丰收”和南一版该单元活动3“蔬菜长大了”的科学插图中，前者实物插图呈现了凤仙花的成长过程，并配有学生讨论的动漫插图，结合记录数据，使学生获得了凤仙花生长变化的证据。后者所用实物插图版面比例较大，更为清晰地呈现了秋葵和小白菜的生长过程，文本语言较为简洁。

表2 教科版《植物的生长变化》单元插图和记录图表汇总

表3 南一版《蔬菜的生长》单元插图和记录图表汇总

在记录图表的使用上，教科版在该单元共使用了10个记录表（其包括1个统计图），而后者仅使用了2个记录表（表2、表3）。可以看出，前者使用的记录图表地记录了植物生长的日期、变化特征以及各类测量数据等，内容十分详实，有助于学生熟练地掌握凤仙花的生长规律。后者通过要求学生调查某类蔬菜播种、发芽、採收的时间和注意事项，以及要求记录蔬菜的成长日记而使用了2个较为简单的记录表。对于小学三年级学段的学生来讲，他们的心理认知尚未形成缜密的逻辑思维形式，记录图表（四年级数学课程内容）的抽象性增加了他们对知识理解的难度，记录表的使用要化繁为简，恰当使用。

3.对两套教材比较结果的理论分析

教材内容的呈现方式会直接影响到学生的学习效果。学生在进行文本阅读时，容易受到文本词频和词长的影响。研究表明，句子的复杂度和个体先备经验都会影响到个体对文本的理解[1]。有研究显示，儿童因其词语编码能力较低，较成人阅读知觉广度小，三至四年级学生的识别广度为注视点右侧5-7个字符，六年级时才和成人接近（达到9个）[2]。在科学教材的文本语言里，通俗易懂的表达将有助于学生快速、准确地阅读。正如奥苏贝尔所言，如果学生的先备经验中缺少同化的概念，适当地呈现直观性知识，运用通俗形象的语言描述，将有助于知识的同化[3]。如果文本语句过长，包含信息过多，势必会给学生的阅读和理解带来困难，相对简洁、通俗易懂的文本内容，有助于学生实现新旧知识的联结。

科学插图具有文本语言的辅助功能，甚至被称为教材的“第二语言”。科学插图对科学教材至关重要，因其形象直观、形象、简明生动等特点，为学生理解科学知识提供了具体形象的问题情境，有利于提升教材的活力[4][5]。以Donald为代表的心理语言学家通过实验研究发现，插图提供了文本的信息，有助于个体对文本的保持和理解[6]。Mayer和Moreno也认为，文本和插图可以有效增加个体的专注和理解[7]。在很多情况下，个体对文本的阅读并不仅是对文字的简单加工，而常常在文本和插图之间不断进行转换和整合。一般来讲，图像以一种类比的形式保存具体的空间信息，文本则以一种象征性的形式保存抽象和类别的信息，图像和文本的恰当结合，将有助于知识作为心像被储存[8]。学生凭借对科学插图的视觉特征容易对文本和插图的内在联系进行梳理，把知识整合并建构到已有的图式中去，在大脑中形成知识表征，并使知识体系的逻辑结构更为清晰。因此，在教材内容的呈现中，应依据学生的认识发展特征，恰当呈现文本内容的数量，以及文本和插图的有机结合，将十分有助于学生对科学内容的把握和内化。

三、对小学科学教材编写和使用的启示

科学教材是对科学课程标准的细化，是对科学课程理念的具体呈现[9]。准确把握最新课程标准之理念，合理呈现科学教材内容和灵活运用教材将有助于发挥科学教材应有的育人价值。小学科学学科地位卑微一直是众多科学教育工作者心中的“痛”[10]。新课程标准的颁布推动了小学科学课程由过去的“副科”向“基础性课程”的转变，也为小学科学教材的编写和使用提供了根本的遵循。

1.准确把握课程标准之理念，增强教材的实践性和趣味性

几十年来，大陆小学科学教材编写经历了从强调“基础知识”传授走向“素养”培养、从重视“结论叙述”走向“关注探究过程”、从“系统性”走向“综合性”、以及可读性不断增强的转变[11]。科学教育最大的特点就是使心智直接与事实联系，小学科学教育应侧重于“基础性”和“面向全体”的科学素养教育。小学科学教材的编写，必须贯穿“面向全体学生、倡导探究式学习、保护学生的好奇心和求知欲、突出学生的主体地位”之理念。当前，小学科学教材更应该强调课程的实践性和综合性[12]。实践体验可以使儿童掌握科学概念和科学规律，并形成一定的科学思维方法，作为后继的复杂科学知识学习提供充分的知识与技能、科学思维与情感储备[13]。因此，我们在教材内容的编选上，应充分结合学生的生活实际，把解决生活和社会中的实际问题联系起来，增强所学知识在生活中的运用。另一方面，科学教材知识内容编排是否符合学生的认知规律，文本语言、科学插图和记录图表的恰当匹配至关重要。我们不能为了追求“别致”和“形式”而忽视了学生心理认知的阶段性和教材编排的科学性。教材内容的文本各种形式要合理搭配，要充分体现科学内容的探究性、整合性和逻辑性。譬如，在中低年级，教材呈现的科学插图适当增加，辅助文本语言的表达。文本语言要在尊重科学事实的基础上简洁、明了、活泼、亲切、可读性强，又不失科学逻辑的“规范”和“严谨”；插图要注重色彩亮度、尺寸大小、清晰度等。

2.教师要灵活运用教材，而不拘泥于教材

科学教育不应该传授给孩子支离破碎、脱离生活的抽象理论和事实，而是应当用恰当、生动的方法，帮助孩子们建立一个完整的对世界的理解[14]。小学科学课程最终的教学效果，在很大程度上取决于科学教师对教材的灵活运用。过去科学教师因缺少对各种教育资源的整合，把科学教育往往局限于教材和知识的灌输。科学教师要在灵活把握教材知识内容和学生身心特征的基础上，要为科学课程的教学创设更为丰富的情景或场域，为学生提供更多的时间和机会参与到科学活动之中。科学教师更深层次地把握科学教材内容知识结构，在科学探究的过程中渗透“素养”教育之理念，使学生在合作、讨论、表达和互动中进行科学探究。另一方面，科学教师不能拘泥于教材，可以通过对教材的二次开发，借助数字媒体信息技术，实现教材与网络媒体建立连接，将声音、视频等作为科学教材的有益补充，适当在一些主题单元开发学习包、工具箱等学习资源，构建“立体教材系统”。为学生提供多感官学习通道，促使他们在更丰富的层面上进行有意义地学习。