教科书中学生活动设计的概念、分类及功能分析

摘 要 学生活动设计是教科书中区别于正文的、在教学中由学生以活动形式完成的内容。在教学中，学生活动可以有效提高学生的生物科学素养，表现在培养学生的科学态度、科学的世界观，帮助学生理解科学、技术与社会的相互关系，提高学生的自主探究能力，促进概念的建构等。

关键词 学生活动 教科书 高中生物

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

在编制教科书时，“学生活动设计”往往以栏目的形式嵌入教科书的正文，以方便教师的教以及学生的学。那么，什么是学生活动设计？它们在教学中有哪些作用？笔者尝试对这些问题作以下探讨。

1 学生活动设计的概念及分类

1.1 学生活动设计的涵义

活动是指为达到某种目的而采取的行动。从教育心理学角度看，活动是指由行为动作构成的主体与客观世界相互作用的过程，为意识能动性和个性能动性的高级形式。因此，活动具有主体，在学习过程中，主体就是学习者。

在对教科书中的“活动”进行研究时，Walford曾将教科书的表层系统分为课文系统（提供学生基本知识的材料）、图像系统（包括景观图、图表、地图和素描）和活动系统（提供给学生的“活动”指示）。有研究以“实践活动”指代生物教材中设计安排的活动，包括实验活动、资料分析及学生调查活动等。在教科书《生活与哲学》中，用虚线框框起来以仿宋体编排的案例与活动以及每个单元后的“综合探究”被统称为“活动设计”。由此可见，教科书中的学生活动尚无统一定义，已有研究一方面从活动的类型来概括活动，另一方面选择了不同的称谓来指代。下面所说的“学生活动设计”是指教科书中区别于正文，在教学中由学生以活动形式完成的内容，其内涵包括以下几个方面：

① 呈现方式：教科书中的学生活动设计与正文、插图等有明显区分，它们或集中于教科书某部分，或以栏目形式穿插在正文中。例如，早期的一些教科书在附录中汇总该书所有实验，目前使用中的教科书在课文中穿插安排了探究、实验、制作、调查、观察等。

② 实施主体：学生独立或者在教师引导下完成。

③ 实施过程：学生动脑、动手在课堂或课后实施；可能涉及提出问题、分析问题、制订计划、讨论等思维加工过程，和（或）收集资料、观察、制作、测量等动手实践过程。

需要注意的是，教科书中的学生活动设计并不完全等同于教学中的学生活动，教学中的学生活动可能是学生活动设计在教学中的执行，也可能是教师或学生开展的教科书以外的活动。

1.2 “学生活动设计”的分类方法

按活动的完整性，活动可分为完整的科学探究活动，以及从不同侧面对学生进行科学方法训练和探究技能训练的科学探究活动，后者包括实验、调查、观察与思考、资料分析等。按活动进行的场所，活动被分为课内探究活动（包括资料分析、思考与讨论、实验、技能训练、模型建构、探究）和课外探究活动（包括资料收集和分析、调查、课外实践、课外制作）。另外，还可根据活动完成时间、目标维度、活动策略、能力维度、活动的重要性等对活动进行分类。

事实上，对“学生活动设计”没有约定俗成的分类方法。人教版高中必修模块的教科书中的活动按其写法和能力目标上的不同，分为问题探讨、资料分析、资料搜集与分析、思考与讨论、实验、探究、技能训练、模型建构、课外制作、调查、课外实践等。这些名称只是为了区别活动栏目的特点而设置的，不是严格的科学方法意义上的分类。

教科书还有一些栏目，如知识链接、与生活的联系、学科交叉、相关信息、小问题、批判性思维、想象空间、科学史话、科学·技术·社会、科学家的故事、科学前沿等。由于这些栏目基本供学生独立阅读，不会开展活动，而且这些栏目是对正文内容的补充和拓展，因此并未将这些栏目归类于“学生活动设计”。

为了统计分类的方便，拟从活动在能力培养上的侧重及实施场所这两个维度分类。虽然每个活动都有具体知识内容，知识与概念的建构、能力培养直接相关，但每一类活动特有的活动形式决定了它在一般情形下对能力培养的侧重。在培养能力方面，高中生物必修教材中的“学生活动设计”主要侧重两个方面：① 分析、综合、判断、推理等思维能力；② 操作、观察、检索、交流等操作技能。另外，有些活动必须在课堂上进行，有些活动适合于课后完成。同时按上述两个维度对教材中的“学生活动设计”进行分类（表1）。这种划分是在一般情形下的分类，实际会有例外。例如，模型建构也可以在课后完成；资料的搜集与分析在课上或课外完成均可；一些探究活动既能培养思维能力，也能培养操作、观察等实验技能。

2 设计学生活动的理论基础

辩证唯物主义认识论认为，认识是一个“实践—认识—再实践—再认识”的循环上升过程。认识有感性认识和理性认识两种形式。两种认识彼此相互依存、相互渗透。没有感性认识的基础，就不可能有理性认识，没有理性认识，就不能了解事物的本质。理性认识可以通过概念、判断和推理获得，感性认识则须亲身参加社会实践，直接接触客观事物才能获得。教科书中的事实性知识、基础概念、易于理解的原理等可以通过教师讲授、学生阅读等方式由学生习得，但讲授和自学无法替代实验、探究、讨论和观察等活动，这些活动中的体验可能是建构概念的基础，也可能是提升能力和情感态度价值观等方面的环节。活动可以帮助学生获得更为直接和深刻的体验和认知。

心理学家皮亚杰揭示了活动在儿童认识发展中的根本作用。活动在人的智慧、思维和认识的发生发展中起着构建的作用，思维、认识的发展过程就是在实践活动中主体对客体的认识不断建构的过程，在这个过程中，以主体活动为中介，主体的认识结构不断通过同化、调节的机制取得与客体之间的适应和平衡，思维的发展完全是儿童一系列不同水平活动内化的结果。对皮亚杰的“活动”概念的理解存在争论。多数学者认为皮亚杰的“活动”概念比“实践”概念在含义上要广，活动概念应包括客体、主体及相互作用方式三大部分，既指有形的具体动作方式，也指抽象的内部心理活动；既包括主体的有意识的行为活动，也包括主体的无意识的内部建构活动。

维果茨基、列昂节夫等人认为是在活动过程中通过积极主动地掌握社会历史文化经验促进心理发展的。列昂节夫的“活动理论”认为心理发展起源于主体与周围环境相互作用的活动，认为人的主体活动是人发展的基础，无论人的思维、智慧的发展，还是情感态度价值观的形成，都是通过主体与客体的相互作用的过程实现的，而主客体相互作用的中介正是学习者参与的各种活动。

虽然皮亚杰和列昂节夫的活动理论各有侧重，但他们都重视活动对儿童发展的重要性。好的活动能够使学生在学习过程中发挥主体作用，促使学生主动探求、主动发现和主动建构。好的活动应当是学生愿意参与的、思维与外部行动同时展开的、具有启发性创造性、能有效促进交流与合作的活动。

从生物学的发展历史和生物学知识的构成来看，观察、实验、调查、模拟等活动，是建立生物学知识大厦的基础，它最基本的研究方法是观察和实验。因此，要真正理解生物学，无法离开各类活动体验。学生活动能够部分还原知识的形成过程，可以帮助学生理解生物学知识。生物学的发展经历了由表及里、由宏观到微观的发展过程，这离不开技术和方法的进步，微观领域的部分事实、现象等知识，如果在活动中借助仪器设备将获得更直接的体验，这些直接的感性认识利于学生建立理性认识，因此，活动可以帮助学生了解生物学研究的技术和方法，加深对生物学的理解。

3 学生活动有效提高学生的科学素养

提高科学素养是我国中学生物课程的基本理念之一。生物科学素养是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观。它也包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。课程标准明确要求学生在以下几方面得到发展：科学态度和科学的世界观，科学、技术与社会相互关系的教育，科学探究方法与技能和生物学知识和技能。

3.1 培养科学态度和科学的世界观，理解科学、技术与社会的相互关系

科学态度是人基于对科学知识的正确理解和对科学发展的认识而形成的科学信念和科学习惯。科学的世界观体现人对科学所持有的一些基本信念和态度。求真、探索、创新、合作、质疑等是科学精神的组成部分。科学、技术与社会紧密相连，科学是基础，技术提供应用科学的手段，科学技术促进社会的发展，社会的价值观反过来指导人应用科学技术。对科学本质的了解，有利于学生形成正确的科学态度、养成科学精神。生物学的活动涉及观察、测量、提出问题、设计方案、分析和解读数据、提出解答、解释和预测、交流与讨论等多方面。这些活动有些是科学探究的一部分，介绍了科学家探究的过程和方法，有些是完整的科学探究。开展这些不同类型的活动，可培养学生的科学态度、科学的世界观、科学精神等。例如，实验会激发学生的兴趣和好奇心；探究可引导学生体验科学探究的一般过程，培养学生求真、实证、探索、创新的科学精神；对科学史或科学实验的资料进行分析能培养学生形成科学的世界观；设计方案、操作实验、记录数据等能促进学生了解科学的本质。

3.2 培养探究能力

何谓科学探究能力，一种观点认为，科学探究能力是过程技能的集合，包括观察技能、测量技能、分类技能、推理技能等；另一种观点认为，科学探究能力是一种科学思维和科学推理能力。这两种观点都认为探究有其固定的模式。英国约克大学的PACKS项目组提出了描述科学探究能力的PACKS模型，他们将科学探究的主体和探究过程作为一个整体进行研究，揭示了影响学生科学探究能力的内在因素和外部特征，这种模型解释了学生在7项探究任务中的表现。科学探究能力是一种复杂的高层次能力，提高科学探究能力，应在重视基础知识和基本技能的基础上发展学生更高层次的能力。开展学生活动是提高学生探究能力的主要途径。首先，活动可以帮助学生提高基础技能，如观察、测量、搜集信息、记录数据、绘图等。其次，探究也是思维的过程，探究活动会帮助学生提升分析问题、推理、演绎等思维能力，而且一些思维过程本身是在训练科学方法；最后，教科书设计的全过程探究能综合培养学生的探究能力。正是在这些基础上，活动一步步引导学生主动探究，逐步提高各项能力，并使学生真正学会探索新知、解决新问题，从而达到培养学生探究能力的目标。

3.3 促进概念的建构

生物学课程强调重要概念的理解和建构，2011年颁布的《义务教育生物学课程标准（2011版）》在每个主题中，以命题或内涵的陈述方式列举了50条重要概念。美国的《K12科学教育框架》列出了生命科学领域的4个核心概念，强调这些核心概念对于帮助学生深入理解生命科学及最新研究发现的意义至关重要。比较典型的促进概念转变的方法主要包括三个步骤：揭示学生的前科学概念、引发认知冲突、引入新的概念以解决认知矛盾。教科书安排的许多活动都能帮助学生建构概念。例如，教科书每节开头的“问题探讨”可探测学生的前概念，引发认知冲突，激发学习兴趣，为学生学习相关概念作好铺垫；“资料分析”“探究”“实验”等是由问题驱动的探究性学习活动，其中的问题往往围绕重要概念而设计；实验、调查、模型建构有助于学生获得直接经验，从而替换头脑中的错误概念。在学科课程中，知识是探究活动的基础，探究活动是学生获取知识、建构概念的重要途径。通过主动探究，学生建构的概念也更加牢固。

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