中美初中生物教材中“栽培常见植物”实验的比较分析

邾芬芬 （南师附中仙林学校初中部 江苏南京 210023）

1 在课程标准中的描述

在我国的《义务教育生物课程标准（2011年版）》（以下简称“我国课标”）中，首先明确指出生物课程的基本理念是“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习”。其中，生物科学素养是指“参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力”。在提高学生科学素养的同时，强调生物科学是“一个不断探究的过程”，倡导探究性学习，“力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手”。在我国课标中，考虑到绿色植物对生物圈的存在和发展起着决定性作用，因此单独将绿色植物列为一个主题。具体到“生物圈中的绿色植物”这一主题时，我国课标明确指出教师应让学生“体验一种常见植物的栽培过程”，并给出活动建议：“栽培一种常见植物，观察从种子到成熟植株的生长发育以及开花结果的整个过程”。

在美国国家研究理事会编撰的《美国国家科学教育标准》（以下简称“美国课标”）中，首先明确指出“学习科学是种能动的过程”。“学习科学是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情”，这个能动的过程指的是“体与脑的共同活动”。“能动地学习科学”不是教师传授知识、讲解科学题目这样一套传统做法，因为这种做法与要使学生们在理解的基础上来学习科学知识的这个中心目标是完全背道而驰的。学习科学一个非常重要的方式就是进行科学探究。在探究的各个阶段上，“教师的工作都是指导学生们的学习，把注意力集中于他们的学习，激发和鼓励他们的学习”。美国课标没有像我国课标那样，设置各个主题并给出具体的内容标准，其课标中没有刻意要求学生体验植物栽培，而是将这一实验归类到繁殖和遗传的内容中，关于绿色植物的表述为：“到了中学阶段，多数学生会懂得人体有性繁殖的基本过程。不过，学生们可能会对精子与卵子的作用以及开花植物的有性繁殖有某些错误概念。”

2 实验内容的比较

2.1 实验目的的比较

江苏凤凰教育出版社（以下简称苏教版）七年级上册生物教材中，栽培常见植物并不是单独的一个实验，而是融合进了几个相关实验中。比如观察“大豆种子的结构”实验、探究“种子萌发需要的外界条件”实验、观察“植物根尖的结构”、“外界溶液浓度影响根细胞的吸水”实验等。由此可见，苏教版对我国课标中“体验一种常见植物的栽培过程”的内容标准进行了细化，穿插在不同的教学内容中，以此让学生能观察到从植物的种子到成熟植株的生长发育的完整过程。这种化整为零的做法，能让学生在植物成长的每个阶段学习到不同的有关植物生长的知识。

美国七年级生物教材《Focus on Life Science》中，植物栽培作为一个单独的实验内容出现。教材从提出问题到最后分析和得出结论，都体现了科学探究的严谨性。在具体的实验操作中，给出了同种植物两种不同栽培方法（有性生殖和无性生殖）的详细指导，在最后的分析和得出结论部分，也给出了出现不同结果时学生如何自评的指导意见。栽培植物的知识目标体现了美国课标中对纠正学生对开花植物的有性繁殖的错误概念的内容目标。

中美教材都培养学生严谨的科学态度，学会根据实验的现象和结果进行分析，从而推出结论。同时，我国更注重训练学生的实验设计技能，而美国则更注重对学生探究思维的培养。

2.2 实验材料的比较

苏教版中有关植物栽培的几个实验，所用的实验材料有些许差异。如观察“大豆种子的结构”实验中，用的是大豆种子；而观察“植物根尖的结构”实验中，用的是已经萌发出幼根的小麦种子；探究“外界溶液浓度影响根细胞的吸水”实验中，虽然没有明确指出用什么植物，但教材的图片展示实验结果时，用的是带根的青菜幼苗。美国教材中，植物栽培实验用的是既可以用种子繁殖，又可以通过扦插这种无性生殖方式繁殖的锦紫苏种子和锦紫苏植株。从选材特点可以看出，中美教材都选择的是一些常见的简单易得的植物。所不同的是，苏教版的不同实验选材存在差异，这与其在植物生长的每个阶段想要学生通过学习达到的知识目标有关。但选材的差异不利于学生对植物整体的把握，学生栽培植物过程中获得的知识是零散的，对培养学生整体思维不利。

2.3 提出问题与作出假设的比较

以苏教版探究“种子萌发需要的外界条件”实验为例，在该实验之前，教材中描述了生活中常见的受潮的种子会发芽的这一现象，引导学生思考种子萌发需要哪些外界条件。所以在该实验的探究指导中，直接提出问题：“影响种子萌发的外界条件有哪些？”并作出假设：“影响种子萌发的外界条件是水或空气或温度”。而美国教材直接指出锦紫苏植株可通过种子和无性生殖方式进行繁殖。随后，提出问题：“这两种方式哪一种更容易成功？植物通过哪一种方式生长得更快？”在之后的教材中，对实验的结果没有任何提示。

通过比较发现，苏教版教材注重培养学生在现实生活中发现问题、提出问题的能力，这一点对于探究式学习很重要。而美国教材属于半自主式实验，需要学生自己在亲身实验后才能得出结论。

2.4 实验过程的比较

苏教版探究“种子萌发需要的外界条件”实验在提出问题、作出假设之后，让学生4人为一组讨论如何利用推荐器材设计实验方案并验证提出的假设。美国教材中，提出问题，作出假设后是收集数据和观察的一些要求，比如阅读和填写实验安全表格，自主设计观察表格等。实验操作部分为两部分，其中A部分是对学生用锦紫苏种子种植植物的详细指导，B部分则是用图文并茂的方式教学生如何扦插锦紫苏植株。

从对两种教材实验过程的比较中可以发现，苏教版教材更注重培养学生自主设计实验等能力，但对实验的指导较少，学生可能会存在不知如何下手的情况。为减少学生的这种情况，教材中直接给出了种子萌发记录表，以提示学生从种子发芽率比较不同外界条件对植物种子萌发的影响。而美国教材对实验的操作指导是非常详细的，比如从锦紫苏植株上取材时要在第三层叶下切割，并去除顶端的叶子等。这体现了美国教材对较低年级学生的实验指导，也体现了“科学是面向所有学生的”这一原则。

2.5 分析结果与得出结论的比较

苏教版探究“种子萌发需要的外界条件”实验在分析结果与得出结论部分显得稍微有些简单，让学生小组之间交流实验的过程和结论。美国教材在此部分则给出了详细的指导，如分辨实验中的有性生殖方式和无性生殖方式、描述种子的萌发过程、针对种子的平均发芽率或扦插枝条的成活率做数据图，评价之前的假设、实验错误分析等。通过比较发现，苏教版教材要求学生与其他小组进行交流、反思和修改，注重培养学生的表达交流及小组合作能力，而美国教材更注重对学生自主学习和反思能力的培养。

2.6 继续研究的比较

在实验的最后，中美教材都联系了生活实际，对实验都提出了更具拓展性的问题。如，苏教版在探究“种子萌发需要的外界条件”实验的最后提出了一个深入探究问题：“光、土壤等外界条件对种子的萌发有没有影响？”美国教材在实验最后让学生把在实验室种植的植物移栽到自家院子里，以便学生继续栽培实验。中美教材都希望以此鼓励和激发学生的学习兴趣，并强化学生对设计实验的迁移和运用。

3 结论与启示

3.1 动手，更该动脑

不管是苏教版教材还是美国教材，在探究性实验中，都完全按照科学探究的流程设计，引导学生根据教材提供的实验器材提出问题、作出假设、设计与实施实验、分析与得出结论、表达交流。所不同的是，苏教版教材更注重对学生设计实验能力、与他人合作与交流能力的培养，而美国教材更像是学生的“个人战”，引导学生按照实验指导进行严谨实验，在动手的同时，更注重引导学生动脑，注重既动手又动脑的探究活动。探究是能动的学习科学的过程，是培养学生创新精神和实践能力的重要途径。只动手不动脑的科学活动无法达到探究的目的，从书本中学习科学与科学探究也不能一概而论。我国课标和美国课标虽然强调探究，但是这不能解释为教师在教学中只采取探究的方式。教师应该运用不同的策略方法使学生掌握课标所要求的知识，弄懂道理，学会技能。动手又动脑的探究活动才能培养出能从事完整的探究活动的个人。

3.2 实验，更该试验

通过对两种教材的比较分析，可以发现美国教材在一些方面的优越性，比如教师在课上不会直接讲述结论，而是让学生自己去查资料，去做探究性活动。结论的告知与否直接关系到学生的探究活动是实验还是试验。严格来说，在美国教材的这种做法下学生所做的探究性活动更像是试验。而苏教版教材虽然没有明说结论，但是学生可以通过教材，在没有做探究性活动之前就已经知道结论，这样的探究性活动更像是实验。在美国教材的指导下，教师可以鼓励学生大胆说出自己的观点，因为还不知道所谓的正确的结论，学生可以畅所欲言，就算是错误的结论也是培养学生创造力的表现。“学习科学是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情”。教师也需要一次让学生亲自动手做，自己得出结论的这样一次“试验”。这样一次“试验”，也许是在课内，也许是在课外，教师都还在学习的路上。