中美初中地学科教材比较研究援获创新精神培养

美国初中地球科学教材十分重视“探究精神和创新精神培养”。在每本教材的目录中，探究部分放在与每课标题平等的位置，并单独再列一次探究内容目录。在麦格劳-希尔出版集团地球与空间科学初中分册（2012版）目录中，探究内容共有四部分：导入新课小实验、小实验、技能实践、实验。其中导入新课小实验和小实验是每课必有，这套教材共5个单元（见表5-4），22章，71课，所以整套教材共有71个导入新课小实验和71个小实验。技能实践和实验有特定的课程标准要求，通常在一课或一章的结尾处，在教材目录中不仅列出探究目录，也与每课标题平等列在教材目录中，整套教材有30个技能实践和23个实验。所以探究内容中共设置了195个项目，每一项都用一个特别且统一的标志标示。这些项目虽说是在初中6～8年级三年内完成，平均每年有65个，按每学年40周算，每课（题）有2～4个项目，每周约1～2个项目。实际操作中，各个项目难易程度不同，要求不同，但都旨在培养学生的探究与创新精神。国内教材没有设置单独的探究部分，类似的课堂游戏或活动是放在“思考练习制作讨论实践交流”栏目里，在教材目录部分没有单独列出此部分。每课（题）都会有1～2个“思考练习制作讨论实践交流”栏目，该栏目还包括练习作业，平均每1～2周有一个探究项目。从数量上可以看出两套教材对探究活动的重视程度不同。以下举例分类比较探究活动内容。

导入新课小实验是在每一课的开端，约10～20分钟，短小紧凑、有趣味、有吸引力，引发学生对本课标题的思考，鼓励学生多提问题，从而导入新课。例如说让学生给新同学画一张地图表示出从科学教室到食堂怎么走，从而引入地图课题。利用地形图为自己选择一条轻松愉快的徒步旅行路线或是一条具有挑战性的徒步旅行线路，从而引入地图类型课题。有时是观察教师的演示实验，如将熔化的糖滴入冷水从而引出火成岩的形成。以下选择美国初中教材和国内初中教材的一个共同主题比较他们设置的探究活动，魏格纳先生当年建立大陆漂移学说就是从拼图开始的，两套教材在解释说明大陆漂移学说时也分别设置了相应的拼图活动作为探究活动，表5-6列出两套教材的拼图活动进行比较（案例选择具有个别性）。

表5-6　中美两套教材关于理解大陆漂移学说所设置的探究活动比较

针对同一个主题，两套教材都设置了探究活动，目的一致，但表现形式迥异。美国初中教材设置的探究活动过程环节完整：从标题、时间设置、操作过程，到思考问题的设置都十分细致。对大多数初中学生来说，拼橘子皮的兴趣可能高于拼自己画、剪的地图块。同时三个思考问题的设置有梯度，从学生自己动手操作的实验开始总结，联想到各块大陆可以拼合，也开始思考寻找其他证明大陆漂移学说的证据。如果橘子皮上有个别疤痕更有利于拼合，可以让学生思考更多证明大陆漂移学说的证据。国内教材探究活动到大陆边界的拼合就结束了。美国教材在设置探究活动时给学生更多探索和思考的空间，有目的地推进学生进一步深入思考，成功导入新课。

麦格劳-希尔出版集团地球与空间科学初中分册每课还有一个小实验，设计的小实验时长15～20分钟，主要是解释阅读中的特定核心概念。有利于巩固刚学到的重要概念，在功能上类似于课后练习，但鼓励学生动手动脑，运用刚学到的知识探索研究。如使用经度和纬度定位，根据等高线地形图画剖面图等，建构海啸的小模型等。小实验相对于后面每章一个的实验来说，所需时间短，使用学科概念比较集中，学生个人易于操作和完成。“实验”部分的要求更高，是对这一章学习内容的最终运用，对相关现象有更多的观察、了解和分析。关于“实验”部分在下一节中再进行更详细地比较。国内教材中没有小实验和实验的区分，而且总体实验活动安排数量不多。下面以美国教材第三单元（天气与气候）第十四章（气候）第一课（地球的气候）中的小实验为例加以说明。

表5-7　美国教材“哪里可以找到微气候”小实验

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图5-1　城市热岛效应示意图

无论实验大小，美国教材中每个实验的各个环节都十分完整，也十分强调实验室安全问题，具体的实验室使用安全条例规范在下一节“实验比较”中加以详细阐述。以上这个小实验的设计源自“气候类型—微气候”的教学，关于微气候的典型案例大部分教材和教师都会使用城市热岛效应的案例。两套教材在这一部分都提到了城市热岛效应的案例。国内教材举例日本东京、大阪的城市热岛效应，并列出热岛效应的原因和危害。美国教材讲解了微气候定义和理解后，给出城市热岛效应剖面图（图5-1），让学生比较城市与农村的温度，分析造成差异的可能原因。同时给出小实验项目，让学生实践练习使用基本的仪器测量天气要素，找出身边的微气候。学生应该能够很快识别出高层建筑物、绿地、开阔的空地、水体等对微气候形成的可能影响。鼓励学生用所学概念和定义去探索研究可能的原因，有利于学生探究精神和创新精神的培养。

上面举例说明的导入新课小实验和小实验只是对每一课引入的热身和某个知识点的小加油站，下面要说明的探究部分中的技能实践则是每章必有的重点。技能实践与课程目标紧密联系，每章至少一项，每项需时20～40分钟，要求学生对某项特定的探究技能做更深一步地练习实践，为章节实验做好准备。实践是美国科学课程标准的三个维度之一，教材也将技能实践与课题并列，可见其重要性。国内教材在编撰时也强调地理课程包含丰富的实践内容，包括图表绘制、学具制作、实验、演示、野外观察、社会调查和乡土地理考察等，是一门实践性很强的课程。两套教材都强调了实践和技能的重要性，美国课程标准根据各个学科核心概念制定了时间要求和预期目标，教材在编撰时必须达到这个课程标准的要求。国内课程标准给出指导性意见：在地理教学中培养学生的创新精神，需要为学生创造宽松的学习环境，爱护和培养学生的学习兴趣，增大地理教学的开放性，鼓励学生对自己多学地理内容提出看法，为学生自主学习提供条件，但缺乏针对学科核心概念的具体预期目标和具体实施方案。以下选择美国教材第三单元（天气与气候）第十四章（气候）第一课（地球的气候）课后的探究—技能实践——对太阳辐射的反射能改变气候吗？因为技能实践的设置希望能为本章综合性实验做好技能和实践上的准备，选择该主题便于两套教材间比较和下一节实验内容的比较。具体技能实践内容如下：

表5-8　美国教材“对太阳辐射的反射能改变气候吗”技能实践

相比于导入新课小实验和小实验的前两个探究活动的例子，技能实践探究活动设计的内容显然更充实。首先，该探究活动的设计是按照课程标准的要求根据学科核心概念设计的，并运用到跨学科概念，很好地体现了美国课程标准要求的三个维度：实践、学科核心概念和跨学科概念。探究活动各环节的设置，由浅入深，利用反射率的定义，用塑料薄膜模拟大气中云层对地面温度的影响，由模拟情境推至实际情况中云层的影响，再推到反射率更高的冰雪地区，或烟雾影响地区的气候情况。该探究活动也为本章的温室气体综合实验做好了准备。国内教材也涉及相同的核心概念，设计了类似的温室气体实验，但缺乏类似的技能实践类的探究活动，下一节中将详细比较实验部分。国内教材这个核心主题的“思考练习制作讨论实践探究交流”部分主要集中在练习学生读和画气温年变化曲线和降水量柱状图的能力培养上。美国教材中该探究活动的目的是培养学生模拟自然情境进行观测从而对现实情境进行推理判断的能力，鼓励学生自己创设，模拟不同的情境观察、记录、推导。所以说技能实践部分是培养学生探究精神和创新精神的主体部分，在教材目录是处于和课题同等重要的位置。

探究的第四部分——实验，将放入下一节中详细讨论，上面举例说明了探究的前三部分：导入新课小实验、小实验和技能实践。我们可以看到这三部分共172个项目标题全都是以提问形式出现，旨在激发学生的兴趣。每个项目环节完整，从收集数据、分析数据，到做出推理推导，再到结论分析描述，思考内容的设置有梯度，由浅入深，给予学生探索研究的空间，也鼓励学生创设更多的情境，有益于学生探究精神和创新精神的培养。国内教材在中国区域篇自主学习部分列出了十个课题，如喀斯特地形和经济发展，江南丘陵的名山等课题，要求学生围绕课题进行探究学习，学习时不限于课本中的内容，可以通过查找资料对有关区域有更多的了解；还可以只选择有关区域的一两个地理特征进行重点学习和探究。在探究时可以根据课文中提出的探究课题进行，也可以选择其他课题。这种形式有利于培养学生的探究精神和创新精神，教材时间安排上是放在7年级两个学期的结尾部分。笔者认为这种形式很好，但缺乏足够的指导和练习，建议可以在课文中先设置小课题，类似于美国教材中的小实验，先教会各个必要的环节，再拓展到大课题。