美国中学综合理科教材中的科学探索活动
刘晓燕 邓麦芹（西安文理学院物理系陕西 西安710065）
摘要：通过对美国中学普遍选用的综合理科教材中的科学探索活动的简单介绍，使大家对美国中学生的探索活动和探索内容有所了解，这对我国研究性学习的进行有一定的参考价值，同时也能给我国综合理科教材的设计，提供一些有益的借鉴与启示.
关键词：综合理科 教材 科学探索
随着我国基础教育教学改革在全国的推进，研究性学习也从最初的兴趣小组、活动课，逐步发展向学科渗透.但如何将研究性学习与学科教学有机地结合起来，是教育研究工作者和广大教师面临的一个重要课题.美国中学理科教材的一个显著特点就是将学生的探索活动与学科教学有机地结合起来，科学探索贯穿于整个教学过程之中.教材不但对学生的知识学习提出了基本的要求，同时对学生的探索活动也提出了具体的任务.教材作为一个巨大的资源库，不但为学生的探索活动提供了所需要的思维方法和基本技能，同时也为学生的科学探索活动提供了进一步思考的空间.
以美国中学普遍选用的综合理科教材《科学探索者·声与光》分册为例.本套教材中的探索活动包括学科探索和跨学科探索，如波的实验研究、食物辐射保鲜等.探索的内容既有实物研究与制作，又有社会调查，如自制一种光学仪器、噪声污染的调查等.下面试举两例说明.
1 课题1：自制乐器［1］
1.1说明
本章将探讨声音的性质，学习声音是怎样由不同的物体（包括乐器）产生的.学了本章，你将积累足够的知识帮助完成本课题.
1.2课题目标
设计、制作并演奏一种简单的乐器.为了完成这个课题，必须：(1)设计一种简单的乐器；(2)制作并修改你的乐器；(3)用你的乐器演奏一个简单的曲子.
1.3课题准备
从和你的同学讨论不同种类的乐器开始.你喜欢哪种音乐？在你最喜欢的那类音乐中，常用哪些乐器演奏？你和你的同学中有能演奏乐器的吗？你最愿意制作哪种乐器？
1.4检查进度
一边学习本章，一边进行课题制作.为了能按时完成你的课题，在下述各个阶段检查进度.
(1)第二节复习时，决定你所要设计的乐器，想一想它是如何发出声音的.怎样才能改变该乐器发出的声音?将用于制作乐器的材料列成清单.开始收集用来制作乐器的材料.
(2)第三节复习时，设计并开始制作乐器.制作时，通过试各种材料，找到能发出最有感染力的声音的材料.不同的材料是如何影响声音的？用你的乐器发出的声音来探索和实验.添加或调整材料的用量是否会影响声音的大小？怎样才能改变乐器的音高？
(3)第五节复习时，测试和修改你的乐器.测试你的乐器，听听声音是否悦耳，音域是否宽广，音量是否可调，然后校对乐器.根据音高和频率关系的知识，寻找改变演奏不同音符的办法.可以用钢琴或调音器来校对乐器.最后，试着演奏一段乐曲或歌曲，或你自己创作的歌曲.
1.5总结
在本章的结尾，要展示你制作的乐器，如何调音，并演奏一个简单的曲子.
(1)描述你的乐器并说明它是怎样制作的.讨论你是怎样解决设计中发生的问题的.用你的乐器演奏不同的音符以及演示怎样改变乐器的音高和响度.
(2)写一篇文章评估你的课题.你准备对乐器的设计进行哪些改进？会改用什么材料？你的乐器和其他同学制作的乐器有什么相似和不同？
2课题2：关于无线电通信的调查［1］
2.1说明
本章你将学习和研究几种无线通信设备的使用.
2.2课题目标
收集在什么时间、什么地点以及为什么人们使用收音机、电视机、移动电话和其他通信设备的数据.为了完成这个课题，你必须：(1)设计一个关于通信设备用途的调查问卷；(2)向你们学校的学生和你所在的社区的成年人介绍你的调查问卷；(3)编辑和分析你的数据；(4)画图说明结果.
2.3课题准备
就所要提出的问题听取周围人的意见.设想调查问卷的格式和内容.怎样让其他班级同学参与，以使你能收集到更多数据？
2.4检查进度
在学习本章时，你要同时进行这个课题的研究.为使你的课题正常进行，在以下各阶段对照“进度检查”.
(1)第二节复习时，设计和分发你的调查问卷.列出你想调查的所有问题.可以从类别来考虑，包括现在使用的有哪些通信器材，他们使用的频率，在什么时候以及什么地方使用，使用的目的等.人们是因为个人原因还是商务原因使用这些器材？提示：为了使问卷调查易于完成，所提出的问题应该只需简短的话就能回答.把调查问卷发给你的同学和学校的其他同学，请他们的家人和邻居来回答.
(2)第四节复习时，编辑、分析调查结果并将它画出图表.收集调查问卷并加以整理.在分析数据时，要寻找一个相关的模型.可以用条形图或饼形图来说明你的发现，包括调查问卷中所设计的有关费用、时间及其他信息.写一篇短文说明结论.
2.5总结
在本章结束时，在全班演示你的调查结果.(1)向全班同学展示你的探索成果.你可以把制作的各种图粘在粘贴板上；也可以把你的图做成幻灯片，用投影仪来展示.你还可以用计算机将探索结果制成多媒体信息.(2)思考和记录：你的哪个结果最令大家惊奇？你是如何收集到较为齐全的数据的？这个项目使你对各种通信工具的用途有了更好的理解了吗？想一想，从现在算起25年后，人们可能会使用哪些通信工具?
从上述实例中，我们可以看到，美国教材将学科探索与学科教学有机地融合在一起，从在现实世界的许多方面寻找到的知识的"影子"，呈现在学生的面前，让学生惊奇地发现知识原来是那么贴近生活，从而激发他们通过在现实世界中的应用来理解所学概念，进而解决现实世界中发现的问题.学生的探索活动充分体现了现实世界是知识的丰富源泉，也是知识应用的归宿.我们研究美国中学综合理科教材，其目的就在于扬长避短，促进中国的教材改革.
参 考 文 献
1（美）M.J.Padilia著 .刘明，等译．科学探索者.杭州：浙江教育出版社，2002.39～75