7美国对科学教科书中科学素养的评价及其启示

５４生物学通报２００５年第４０卷第６期

美国对科学教科书中科学素养的评价及其启示

邓

摘要

可

１

刘恩山

２

（１贵州教育学院贵州贵阳５５０００３２北京师范大学生命科学学院北京１００８７５）

介绍了美国为实现“科学素养”为目标对科学教科书进行评价的历史背景、，以“２０６１计划”

评价内容和成果。提出了我国在基础教育课程改革和教材改革中，应提高对教科书评价的重视，以“科学素养”为主要的评价目标，设计有效、完善、简便的评价工具的初步构想。

关键词教科书科学素养评价教科书作为课程内容的物化形式和课程的载体，在中小学教学中起着非常重要的作用，世界各国都非常重视教科书的编写和对教科书质量的评价。随着时代的不断变化，教科书的概念、内容和编写原则也在不断发生为了更好使教科书成为教学活动中的促进因素，对变化，

教科书的研究和评价就变得非常必要和重要。

Ｈｅａｒｎ等人就对教科书进行了评价研究。１９７９年，Ｌｅｖｉｎ和Ｌｉｎｄｂｅｃｋ分析了５本含１１个有争议问题的中

学生物学教科书，这些问题涉及了生物学的学术领域及生物与社会之间的关系，他们分别对教科书中这１１个问题做了定性和定量评价。同年，Ｓｋｏｏｇ对１９００年到１９７７年之间出版的９３本包含进化内容的生物学教科书进行了分析研究。他把进化的内容划分成了４４个板块，借以找出课文中有关进化的段落，并实际运用了一系列测评手段对有关段落进行了评价。１９８０年，Ｇａｎｎａｗａｙ以当时的评价思想为原则研究了两本中学化学教科书，对它们的内容、目标和教学步骤进行了测评，建立了有效的评价表。１９８３年，Ｐｒｏｓｓｅｒ从教科书的内容和表现形式上对一本大学物理教科书中的两章课文做了分析评价。１９８４年，Ｒｏｓｅｎｔａｌ对２２种包含各类社会问题的中学生物学教科书的内容进行了调查研究。以上教育研究者的工作，为现代美国教科书的评价奠定了坚实的基础。

１背景

恢复基础”教育２０世纪８０年代以后，随着美国“

运动的开展，一个比早期技术化的科学思想更完善

的、将科学教育与人文精神相融合的全新的“科学素养教育”的概念逐渐成熟。技术、社１９８０年，美国科学、

会教育的权威人士耶格（ＲｏｂｅｒｔＥ．Ｙａｇｅｒ）发表了一篇名为“科学、技术、社会、科学教育的综合趋势”的文章，他从科学、技术和社会的观点对科学素养进行了阐述，提出了具有科学素养的人应具备的特征。１９８５年，美国科学促进会（ｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅ

ＡｄｖａｎｃｅｍｅｎｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，简称ＡＡＡＳ）正式启动一个面向２１世纪人才培养，致力于中小学课程改革的跨世纪工程，即著名的“（Ｐｒｏｊ２０６１计划”ｅｃｔ２０６１），它代表

了未来美国基础教育课程和教育改革的趋势，旨在通过长期的科学教育提高全美民众的科学素养，而教科书作为科学教育中的重要工具和资源，也必将随之进行改革，以体现“提高全民科学素养”的根本目标。在这样的原则指导下，从１９８４年开始，Ｃｏｌｌｅｔｔｅ和Ｅｕｇｅｎｅ

２．２

现代美国科学教科书中科学素养的评价为了

实现“中提高全民科学素养的目的，美国教２０６１计划”育界提出要提高教师对科学课教材的判断能力和使用能力，要求对教师进行培训，使他们能对教材进行分析，选择那些符合《科学素养的基准》和《国家科学教育标准》要求的教材，推进新教材的发展。为此，美国科学推出了“促进会配合“２０６１计划”２０６１计划评价工具”，评价包括内容分析（ｃｏｎｔｅｎｔａｎａｌｙｓｉｓ）和教学分析（ｉｎ－

Ｌ．Ｃｈｉａｐｐｅｔｔａ率先以科学素养为主要的课程理念来开

发和编写了新的科学教科书。在科学教科书中，他们

从科学是一个知识体、科学是一个探究的过程、科学是一个思考的过程、科学中技术的应用、科学和技术中包含的道德观念和伦理关系，以及个人与科学和社会联系起来时，个人对科学和社会的价值这６个方面来编写科学教科书的内容。与此同时，为了检验新编教科书是否能有效达到提高学生科学素养的目的，对教科书的评价工作随之展开。

科学素养”的评价２美国对科学教科书中“

２．１美国教科书评价的发展由于教科书的性质和功能是课程改革、教材改革和教学改革中不可回避的重要课题，长期以来，美国教育工作者都非常重视对教科书的评价工作。从２０世纪６０年代起，Ｐｅｌｌａ，Ｏ’

ｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｌａｎａｌｙｓｉｓ）两个部分，用于帮助教师和教育研

究者对科学教科书进行评价。至此，美国科学教科书评

价工作的重点和核心转移到对“科学素养”的评价。现代美国对科学教科书中的“科学素养”的评价方法主要是以Ｃａｒｃｉａ的研究为基础发展而来。１９８５年，Ｃａｒｃｉ科学素ａ对地球科学教科书进行研究，她以“养”为评价目标，从４个维度，即：①科学的基础知识；②科学的探究技能；③科学是一个思考的过程；④科学、技术和社会之间的关系对教科书进行评价，同时，她把这４个维度与Ｃｏｌｌｅｔｔｅ和Ｃｈｉａｐｐｅｔｔａ编写科学教科书的理念联系起来，初步制定了科学教科书的评价标准。此后，以Ｃｈｉａｐｐｅｔｔａ为代表人物的各级教育工作者对科学教科书进行了认真、仔细地分析、研究和测

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评。１９９１年，美国德克萨斯州休斯顿大学的Ｃｈｉａｐｐｅｔ－ｔａ，ＤａｖｉｄＡ．Ｆｉｌｌｍａｎ和ＧｏｄｅｒｊＨ．Ｓｅｔｈｎｅ共同研制了科学教科书内容分析评一本２５页的评价手册，名为《价程序》，书中提出了对科学教科书中的科学素养进行评价时，具体的、可量化的指标和操作步骤，为美国的各级教育工作者、教育研究者和教材出版商提供了一个切实可行的、有效的评价工具。在评价手册中，科学素养被划分为４个维度：

事实、概念、——包括科学的信息、!科学的知识—原则、条例和理论等，反映对科学知识的传播和学生对信息的接受。

——激励学生去思考和要求学生!科学的本质—去探索，反映了探究式学习中的积极面，它包含科学方法和探究过程，如：观察、测量、分类、推理、记录、计

算、实验等等。

——阐明什么是大众!科学是一个思考的过程—的科学，一个真正的科学家在其特定领域是如何去

发现”新的知识和理论，说明科学应包含思考、推理“

和总结，告诉学生科学是怎样发展的。

技术和社会的关系（ＳＴＳ）———说明科学!科学、

对社会的影响和二者之间的冲突，科学和技术的应用是如何促进或妨碍人类的发展的。同时，ＳＴＳ包含了与科学相关的社会问题和职业问题。

评价手册根据以上４个维度，从分析选样到结果验证等各个方面，制定了一整套分析教科书的详细步骤和方法。为了验证这个评价工具的有效性和可靠性，同年，Ｃｈｉａｐｐｅｔｔａ在科学教育研究杂志上发表了一篇名为“科学教科书中科学素养的量化方法”的文章，他利用这个评价工具对５本科学教科书中的科学素养进行了测评，结果证明这套评价方法是行之有效的。

至此以后，这个评价工具被各级教育研究者和教师广泛运用于各学科教科书的研究评价中。借助这个评价工具，Ｃｈｉａｐｐｅｔｔａ对化学和生物学科的教科书进行了研究，他分别于１９９１年和１９９３年发表了“高中化学教科书中科学素养和说明性文字的定量分析”和中学生命科学教科书中科学素养的平衡问题”两篇“

文章。１９９３年，ＣａｒｌＷ．Ｒｏｂｅｒｔ语言内容分ｓ发表了“析：教科书中对科学素养进行测评的方法”，ＲｏｂｅｒｔＥ．

初中科学教科书中的常用的ＳＴＳ材料Ｙａｇｅｒ发表了“

分析”高中生物教，１９９６年，ＡｎｄｒｅｗＴ．Ｌｕｍｐｅ发表了“科书中科学素养的简介”等等文章。这些文章从教科书中科学素养的各个维度是否平衡、教科书中各章节与科学素养的各维度之间的关系、教科书是否很好地呈现了科学的本质等等方面对教科书进行了分析、研究和评价，得出了很多有用的数据和结论，探讨了什么样的教科书才能在教学中帮助学生和教师正确认识科学素养，提高科学素养。这些研究为美国科学教

育课程改革提供了宝贵的资料和经验，同时也为全面提高美国人的科学素养起到了积极的推动作用。

３

对我国教科书评价的借鉴和启示

虽然，美国对科学教科书的评价工作有着其特定

的社会文化背景和评价指导理念，但是从以上的介绍中，我们可以获得如下的借鉴和启示。

３．１全面重视对教科书评价在新世纪基础教育课

程改革中，我国将全面推进教材的多样化，教科书多样化的时代已经来临，但随之而来也出现了如何科学地分析、比较和评估教科书，如何鉴定教科书的价值、适用范围和对象，如何对教科书进行推广、选择、使用和作出正确的决策等问题。由于我国的中小学教科书过去长期实行“一纲一本”的制度，因而没有开展真正意义上的教科书评价，理论上和实践上的研究都非常贫乏，不成体系。面对教材繁荣发展的大好局面，绝大部分的教师、校长、基层教育行政领导以及家长、社会都缺乏足够的准备来面对多样化的教材和市场化的出版发行体制，同时他们也对教材的质量提出了较高的要求。因此，研究我国中小学教科书的评价体系，不仅有重要的理论意义，更具有十分重要的现实意义，同时它也是深化我国基础课程改革的有力保障。

３．２

以“提高学生的科学素养”为评价目标对中学自然科学教科书进行评价２００１年，国家颁布《基础教育课程改革纲要（试行）》提出：要使学生具有创新精神、实践能力、科学和人文素养以及环境意识。同年，各自然科学学科课程标准正式颁布，它们将“全面提高学生科学素养”作为课程建构的重要理念。随着《基础教育课程改革纲要（试行）》的实施和推进，国家对教材编写提出了明确的指导思想：“教材改革应有利于引导学生利用已有的知识与经验，主动探索知识的发生与发展，同时也应有利于教师创造性地进行教学。教材内容的选择应符合课程标准的要求，体现学生身心发展特点，反映社会、政治、经济、可见的发展需求；教材内容的组织应多样、生动，有利于学生探

究，并提出观察、实验、操作、调查、讨论的建议。”因此，面对以新课程标准为指导编写的众多教科书，我们应以《基础教育课程改革纲要（试行）》和相应的课程标准作为教科书评价的基本出发点，以“提高了全体学生的科学素养”为主要的评价目标和依据，从教科书的设计和编制、教师使用教科书的效果、学生使用教科书行为和学业成绩等多个方面对教科书进行测量和评价。

３．３建立完善有效的教科书评价标准和工具

当前

我国已逐步建立教科书的评价体系，但就现阶段而言，一般都是从知识、思想品德与文化内涵、认知与心理规律、编制水平和可行性与效果这５个维度对教科书进行评价，暂时还处于经验性评价阶段，缺乏大规

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斐林试剂与班氏试剂

郭井原

（四川隆昌县第二中学

四川隆昌

６４２１５０）

高中《生物》必修本第１册用斐林试剂检测还原性糖，在选修本中又讲过用班氏试剂检测尿糖。其实用斐林试剂检测还原性糖和用班氏试剂检测尿糖，二者均可用来检验含醛基的有机物的存在，在医学上用来检验糖尿病。很多学生在学习这部分内容时不易把它们区别开，容易把二者混淆在一起，有学生还问：用斐林试剂能不能诊断糖尿病？其实二者的原理均是利用了Ｃｕ２＋的氧化性把醛基氧化，产生氧化亚铜砖红色沉淀。但成分略有不同：

斐林试剂：即硫酸铜、氢氧化钠和酒石酸钾钠组成的蓝色混合溶液。分为斐林试剂Ａ和斐林试剂Ｂ，使用时将Ａ、Ｂ等体积混合即成斐林试剂。斐林Ａ：为ＣｕＳＯ４溶液，配制方法为将３．５ｇ含有五结晶水的硫酸铜溶于１００ｍＬ的水中即得淡蓝色的斐林Ａ试剂。

斐林Ｂ：为氢氧化钠和酒石酸钾钠的混合溶液，配制方法为将１７ｇ五结晶水的酒石酸钾钠溶于２０ｍＬ热水中，然后加入含有５ｇ氢氧化钠的水溶液２０ｍＬ，稀释至１００ｍＬ即得无色清亮的斐林试剂Ｂ。

斐林试剂Ａ和斐林试剂Ｂ不能混合保存，所以配好后必须分装，使用时再等量混合。

班氏试剂：即硫酸铜、碳酸钠和柠檬酸钠组成的混合液，又叫本尼迪克特（Ｂｅｎｅｄｉｃｔ）试剂，配制方法为将４．３ｇ研细的硫酸铜溶于２５ｍＬ热水中，待冷却后用水稀释到４０ｍＬ。另把４３ｇ柠檬酸钠及２５ｇ无水碳酸钠（若用有结晶水碳酸钠，则取量应按比例计算）

溶于１５０ｍＬ水中，加热溶解，待溶液冷却后，再加入上面所配制的硫酸铜溶液。加水稀释到２５０ｍＬ。将试剂贮于试剂瓶中，瓶口用橡皮塞塞紧。它与醛反应的结果是与斐林试剂一致的，只是比斐林试剂更稳定，可以长期保存，所以在日常化验中更常使用。该试剂加入测验溶液并煮沸，若待测溶液中有高浓度的还原糖则产生红色沉淀物，低浓度时产生黄色沉淀物。本尼迪克特测验比斐林测验更灵敏。

其实在临床化验中最常使用的是尿糖试纸。尿糖试纸又叫硫酸铜试纸，呈白色，带蓝色斑点，用于糖尿病患枸橼酸３００ｍｇ，碳者的尿糖测试。每片含硫酸铜２０ｍｇ，

酸钠８０ｍｇ，氢氧化钠２３５ｍｇ。

尿糖试纸法快速、方便，试纸的正确使用方法为：将试纸条放在尿液中浸湿，１ｓ后取出，在１ｍｉｎ内观察试纸的颜色，并与标准色板对照，根据不同的颜色来确定尿糖阳性的程度。

根据尿中含糖量的多少，试纸呈现出深浅度不同的颜色变化，因试纸的颜色变化各异，故得出的化验结果也不一致，有阳性和阴性之分。如比色为蓝色，说明尿中无糖，代表阴性结果，符号为（－）；呈绿色，为１个加号（＋），说明尿中含糖０．３％￣０．５％；呈黄绿色，为２个加号（＋＋），说明尿中合糖０．５％￣１．０％；呈橘黄色，为３个加号（＋＋＋），尿中含糖１％￣２％；呈砖红色，为４个加号（＋＋＋＋）或以上，尿中含糖２％以上。

（ＢＨ）

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模的实践研究。所以，在新的课程改革中，以“全面提高学生的科学素养”为评价目标，对不同版本的教科书进行分析，比较、研究和评价等各种问题，还很少有人涉及。因此，对教科书中“科学素养”进行具体地研究和分析，已经成为课程改革中教材评价面临的一个迫切的、重要的、也是核心的问题。面对这样的局面，我们应该借鉴国外的先进评价经验，结合中国课程改革和教科书的特点，从评价问题，抽样方法、评价指标和等级、记录表格设计、评价结果的验证等方面制订出一套有效、完善、简便的评价工具，并通过新的理论探索和评价实践不断完善和改进，为更好深化素质教育，提高全民族的文化与科学素养，促进基础教育课程改革打下坚实的基础。

参考文献

１

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（ＢＺ）