人民教育出版社生物自然室

一、研究背景

二、研究的主要内容

三、研究过程

四、研究成果

五、成果评价

六、体会

一、研究背景

九年义务教育小学自然教材从1989年开始立项研究。

这个项目是依据《九年义务教育课程计划》和《九年义务教育小学自然教学大纲》的有关规定进行研究的。自然教学大纲规定：小学自然的基本任务是"向学生进行科学启蒙教育"，教学目的是"指导学生获得一些浅显的自然科学基础知识，同时培养他们的科学志趣，及学科学、用科学的能力，使他们受到科学自然观、科学态度、爱家乡、爱祖国、爱大自然等思想品德教育。"根据这些规定，本项目的研究方向是：如何使新编小学自然教材符合义务教育的目标，切实起到向小学生进行科学启蒙教育的作用。

我国小学自然教材，在80年代初期，根据国务院和教育部关于加强小学科学教育的指示，以及国际小学科学教育改革的理论与实践，曾经进行了一次比较大的改革，改革的思想（学科任务、目的要求、教学内容、教学方法等）与九年义务教育小学自然教学大纲的精神大致相同。教学实践证明：这次教材改革的方向是正确的，教学效果也是比较好的，学生学得积极主动，教学生动活泼，促进了学生智力的发展，为义务教育小学自然教材的研究奠定了一个比较好的基础。但是，通过教学实践也发现，这套自然教材还存在一些需要进一步研究和解决的问题。例如：教材中的能力培养缺少整体规划，未能很好地体现由浅入深、由易到难、循序渐进、反复练习的教学原则；能力培养与知识教学结合得还不够紧密，未能形成一个有机结合、层次明显的教学阶梯；有些课文结构还不尽合理，不便于转化为学生的科学探究活动。这些问题，在编写九年义务教育小学自然教材时必须进行研究，找出解决的办法。只有这样，九年义务教育小学自然教材才能在80年代改革的基础上有新的发展，更好地适应义务教育的需要。

二、研究的主要内容

根据上述背景，我们在编写九年义务教育小学自然教材过程中，着重研究了以下几个问题：

（一）九年义务教育小学自然教材的总体目标

根据《九年义务教育小学自然教学大纲》对自然学科的要求、我国80年代自然教材改革的经验，以及国际小学科学教育改革的总趋势，九年义务教育小学自然教材在总体上应该力求达到以下两个目标：

1.在教学思想、教学目的、教学内容、教学方法上，要努力体现现代科学教育思想，使九年义务教育小学自然教材，切实能起到向小学生进行科学启蒙教育的作用。

2.要根据科学知识、科学能力、科学观点的内在联系，把知识教学、能力培养、思想教育有机地结合起来，使其相辅相成，协调发展。

（二）九年义务教育小学自然教材的整体结构

为了使义务教育小学自然教材实现知识、能力、思想教育有机结合、协调发展的目标，必须研究、设计好自然教材的整体结构。自然教材的整体结构应该包括：在横向上，教学内容怎样分类，各类之间是什么关系；在纵向上，教学内容（知识、能力等）怎样分层，各层之间是什么关系；在教材结构的每个坐标点上，如何安排教学内容，使其既符合横向、纵向的要求，又能体现知识、能力、思想的有机结合。

（三）九年义务教育小学自然教材的单元结构

教材单元结构是教材的中间结构。一套教材必须设计出合理的单元结构，才能把一个个零散的课联系起来。合理的单元结构不但方便教学，还有助于学生知识的掌握和能力的提高。为了设计出合理的单元结构，必须根据教学目的要求和教材的总体特点，研究教材如何划分教学单元，每个教学单元怎样组成，各教学单元之间有什么联系等。

（四）九年义务教育小学自然教材的课文结构

课文是教材的"细胞"，就像每个细胞都包含着某个生命体的基本特征一样，每个课文都应体现出该套教材的总体特征。要做到这一点，除了明确教学指导思想、恰当选材以外，很重要的一个问题是要研究、设计好课文结构。课文结构是课文的基本框架，决定着教学的基本过程。课文结构是否符合科学性、教育性和儿童的认知心理过程，将直接关系到自然教学是否能有效地向学生进行科学启蒙教育。

三、研究过程

九年义务教育小学自然教材的研究工作，大致分为制定研究计划、组建编写组、研究编写方案、编印实验课本、培训教师、实验、修订、送审、总结几个阶段。

为了提高九年义务教育小学自然教材的质量，这套教材的编写队伍由人民教育出版社自然室的编辑、北京和天津的自然教研员和特级教师组成。几年来，这个三结合的编写组，努力学习教育教学理论，认真调查研究，本着继承和创新的精神，进行了卓有成效的工作，在不长的时间内，编写出全新的自然教材。

在教材实验阶段，为了更好地检验九年义务教育小学自然教材的科学性、教育性和适用性，除在全社安排的实验点进行实验外，我室还在湖北省松滋县选了三所有代表性的农村小学作为我室的实验点，并在北京市朝阳区全区进行重点实验。在此期间，我室经常深入实验学校听课，了解教材的使用情况。

经过五年教学实验，以及听课、座谈、问卷、测试、研讨等调查研究形式，对这套自然教材进行了全面的检验和论证。实验资料和数据表明，新编九年义务教育小学自然教材比较好地达到了预期的目标。通过实验，也发现了新编自然教材还有一些不足之处，对此，编写组进行了认真的研究和修改。

四、研究成果

（一）通过研究，编写出两套符合九年义务教育小学自然教学大纲要求的、适合全国大多数地区使用的、以教科书为中心的系列化自然教材。其中包括：

九年义务教育五年制小学自然教科书1─10册

九年义务教育五年制小学自然教师教学用书1─10册

九年义务教育五年制小学自然教学挂图1─10册

九年义务教育五年制小学自然教学投影片1─10册

九年义务教育五年制小学自然学具1─10册

九年义务教育六年制小学自然教科书1─12册

九年义务教育六年制小学自然教师教学用书1─12册

九年义务教育六年制小学自然教学挂图1─12册

九年义务教育六年制小学自然教学投影片1─12册

九年义务教育六年制小学自然学具1─12册

（二）通过研究，使新编的九年义务教育小学自然教材，在内容和形式上面目一新，有了很大的改革。主要是：

1.创立了"以自然界的构成为线索，知识教学、能力培养、思想教育三架阶梯有机结合、协调发展"的教材整体结构。整体结构模型如下：

（注：在以上整体结构中，每项高层次的内容都包含着相应的低层次的内容。例如要认识同类事物的共同特征，必须从观察个别事物开始研究；要进行抽象概括或归纳，必须先进行比较。表中不再罗列。）

从以上整体结构可以看出：

(1)九年义务教育小学自然教材为学生的成长搭起了三架阶梯──知识阶梯、能力阶梯和思想阶梯，每架阶梯都可以明显地分为低年级、中年级、高年级三个台阶，每个台阶都有明确地、既相互区别又相互连续的教学内容。

(2)每个阶梯由低到高的发展都是符合由近及远、由浅入深、由易到难、由简单到复杂的认知规律的。例如知识阶梯，只有先认识了一些个别事物的显著特征，才能更好地认识同类事物的共同特征，进而再认识各类事物之间的内在联系和变化规律。能力阶梯也是这样，以思维能力的培养为例：比较是一切思维活动的基础，只有先学会比较才能进行抽象概括，进而再通过归纳概括、分析综合认识各种复杂的自然事物。

(3)三架阶梯是相互联系、有机结合、相辅相成、协调发展的。

低年级，知识重点是认识个别自然事物的显著特征。要认识个别事物的显著特征，就需要具有一定的观察（实验）、比较能力，所以在低年级段便把观察、比较能力作为能力培养的重点。通过认识多种自然事物的显著特征，一方面可以使学生的观察、比较能力得到进一步的锻炼和发展，另一方面又可以渗透科学自然观的教育，使学生体会到自然界是由各种各样的物质构成的（自然界的物质性和物质的多样性）。这样，就可以把知识教学、能力培养、思想教育有机地结合起来，并且是相辅相成、协调发展的。

中年级，知识重点是认识自然界同类事物的共同特征，建立一些科学概念。要认识同类事物的共同特征，建立科学概念，就需要具有一定的抽象概括能力；而抽象概括能力，只有在认识同类事物的共同特征、建立科学概念中才能得到有效的锻炼。通过这些认知活动，学生不仅认识了很多类自然事物的共同特征，锻炼了抽象概括的能力，还能体会到自然事物不是杂乱无章的，而是有规律的，从而把知识教学、能力培养、思想教育有机地结合进来。

高年级，知识重点是认识自然事物的变化规律和各种自然事物间的复杂的内部联系。要认识自然事物的变化规律和它们之间的复杂的内部联系，就需要具有一定的归纳概括能力和分析综合能力；而归纳概括能力和分析综合能力，只有在探究各种事物的规律和复杂的联系时才能得到充分的锻炼和发展。当学生通过亲自探究，认识了一些自然变化规律和人们对这些规律的运用之后，他们就会体会到：自然事物是有规律的，自然规律是可以认识的，人只有掌握了自然规律、按自然规律办事，才能更好地利用自然、改造自然和保护自然；学生有了这样的观点，就会加深他们对自然界的认识和对自然科学的兴趣，从而更努力地学习自然科学知识，锻炼各种能力。

有了这样的整体结构，在具体编写一个单元或一课教材时，就可以根据这一单元或这一课在教材整体结构中的"坐标"，确定其知识、能力、思想教育的重点，从而做到有计划、有层次地指导学生学习科学知识、培养科学能力、进行思想教育，并能把它们有机地结合起来，使其相辅相成、协调发展。在自然教学中，指导学生沿着这三架队梯攀登，就可以使他们在科学知识、科学能力、科学观点等方面得到全面的锻炼和发展。

2.创立了与教材整体结构相适应的，知识、能力、思想教育有机结合的教材单元结构。

九年义务教育小学自然教材的单元，大多是这样构成的：将同一个方面的（反映同类自然事物的）、同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元；首先以能力训练专课的形式，对这一认知类型必须具备的认知能力进行初步的训练；然后再通过一组并列的、同一个方面的、同一层次和同一认知类型的教学内容，对这种认知能力进行反复的训练。模式图如下：

采用这种单元结构的根据和优点是：

(1)反映同类自然事物的教学内容，在知识方面大多是属于同一学科的。把反映同类自然事物的教学内容组成一个教学单元，可以照顾到自然事物和自然科学知识的内在联系，有助于学生对自然界的认识和把所学的知识系统化。

(2)知识是有层次的，就自然科学知识来说，大致可以分为事实（形态、构造、性质、变化）、概念、规律三个层次。从认知心理看，人们在学习同一层次的知识（无论什么学科的）时，认知过程和认知方法大体相同；在学习不同层次的知识时，认知过程和认知方法有所不同。例如在掌握各种自然事实时，一般要经过感知（观察、实验）、比较、分析综合、分类等认知过程；在建立科学概念时，一般要经过感知（观察、实验）比较、抽象、概括等认知过程；在认识自然规律时，一般要经过感知（观察、实验）、比较、归纳等认知过程。这样，我们就可以根据教学内容中重点知识的层次，把教学内容分为不同的认知类型。把同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元，在教学中很有价值。

第一，由于知识层次与认知类型是密切相关、相互对应的，把同一层次和同一认知类型的教学内容组成一个教学单元，就可以把知识教学和能力培养有机地结合起来。

第二，由于同一层次和同一认知类型的教学内容在认知过程和认知方法上大体相同，把同一层次和同一类型的教学内容组成一个教学单元，就可以使学生在某方面（或几个方面）的认知能力，在短期内反复训练，不断强化，得到发展。

总之，采用这样的单元结构，是符合自然学科特点和认知规律的，可以把知识教学、能力培养、思想教育有机地结合起来。例如：

第三册的"植物"教学单元，这是以认识植物的形态构造、培养学生的分类能力为中心任务的教学单元。在这个单元中，首先通过《分类游戏》使学生知道什么是分类、怎样分类，然后通过《各种各样的果实》、《各种各样的根》、《各种各样的茎》对学生的分类能力进行反复的训练。通过这个单元的教学，不仅使学生认识了果实、根、茎的形态，初步掌握了一级分类的方法，还很自然地渗透了科学自然观──使学生体会到各种自然事物不是杂乱无章的，而是有序的。

第五册的"动物"和"植物"教学单元，这是以建立科学概念、培养学生抽象概括能力为中心任务的教学单元。在这个单元中，首先通过《找共同特征》教给学生怎样通过归纳、概括的方法认识同类事物的共同特征，然后通过《果实的共同特征》、《种子的构造》、《哺乳动物》、《鸟》，对学生的归纳概括能力进行反复的训练。通过这个单元的教学，不仅使学生初步建立了"果实"、"种子"、"哺乳动物"、"鸟"等科学概念，培养了学生的归纳概括能力，还向学生进行了科学自然观的教育，使学生体会到各种自然事物是有一定规律的。

3.创立了与认识过程、科学过程、认知过程、教学过程相统一的课文结构。

课文结构是教材的基本结构，与教学有密切的关系。九年义务教育小学自然课文的基本结构是：首先从学生熟悉的生活实践或生产实践中提出一个问题，然后引导学生通过观察、实验、思考等认知活动自己获得问题的结论，之后再引导学生应用所学习的知识和能力解决一些实际问题。模式图如下：

从上图可以看出：九年义务教育小学自然教材的课文结构，与认识过程、科学过程、认知过程和教学过程是相统一的。

所谓与认识过程相统一，是指课文结构符合"实践─认识─实践"、"个别─一般─个别"、"具体─抽象─具体"的一般认识规律。

所谓与科学过程相统一，是指课文结构体现了科学探究的基本过程：通过观察、实验搜集有关资料；经过思考把资料组合起来，形成初步的假设；利用实验（或观察）对做出的假设进行验证。如此往复，逐步逼近正确的结论。

所谓与认知过程相统一，是指课文结构符合认知学习的心理过程。认知心理学认为：认知过程大致可以分为三个阶段：(1)新信息输入原有认知结构；(2)新信息与原有认知结构相互作用（同化、重组等），使原有认知结构得以改造或更加丰富，从而形成新的认知结构；(3)应用新的认知结构解决一些相应的问题，以检验新信息是否成为学习者认知结构的一部分。在上述课文结构中，第1、2部分相当于认知过程的第一阶段，第3、4部分相当于认知过程的第二、三阶段。

所谓与教学过程相统一，是指课文结构体现了教学活动的基本程序：提出问题、引入教学──学习新知识──应用所学知识解决实际问题，能为教学过程和教学方法提供一个基本的蓝图。

从上面的课文结构图还可以看出，它不是一个僵化的结构，在基本框架内可以有多种变化。例如教学引入，可以通过观察、实验，也可以通过游戏、谈话等方式。提出问题后，可以先通过观察、实验让学生获得有关的事实，也可以启发学生先在已有事实的基础上进行思考；经过思考，一些比较简单的问题可以直接形成结论，一些比较复杂的问题可以先作出假设，然后经过对假设的验证再形成结论。解决实际问题也有各种不同的方法，例如有判断、解释、设计、制作等多种形式。这样，就可以在课文基本框架的基础上，针对不同的教学内容，编写出不同类型的课文。

教学实践证明：这样的课文结构符合自然学科的性质任务和教学指导思想，可以指导学生像科学家那样探究大自然的秘密；这样的课文结构方便教学，可以使教学内容更好地转化为学生的科学探究活动；这样的课文结构教学效果很好，不仅能指导学生顺利地学习自然科学知识，而且能使学生的观察、实验、思考等科学能力得到切实的锻炼和发展。

五、成果评价

（一）实验点教师的评价 实验点教师对这套自然教材普遍持肯定态度。他们认为"这套自然教材是一套符合义务教育目标、教师易教、学生易学的好教材；指导思想明确，编排结构合理，教学设计科学，教学方法可行。""新编自然教材有一个把智育（知识、能力）、德育结合在一起的整体结构，把同类知识集中编排的单元结构，以及科学性强、思路清晰的课文结构，有利自然教师把握自然教学目的要求，改革自然教学方法。""新编自然教材的课文结构符合自然教学指导思想，教学效果很好，可以指导学生像科学家那样探究大自然的秘密；不仅能指导生顺利地学习自然科学知识，而且能使学生的能力得到锻炼和发展。"（详见附一的表1和附二）

（二）实验点学生的评价

实验点的学生对这套自然教材普遍都很喜欢。在问卷中，对这套自然教材表示很喜欢和喜欢的，占全体学生人数的85.15％（详见附一的表2）。由于学生喜欢这套自然教材，这套教材又有精心设计的符合科学过程和认知过程的课文结构，所以学生普遍学得积极主动，并取得了好的成绩。（详见附一的表3）

（三）国家教委学科教材审查委员会的评价

国家教委学科教材审查委员会对本套自然教材进行了审查。审查结果是："该教科书的指导思想比较明确，从整体考虑，注意知识、能力、思想品德等方面的教育要求，互相配合，按层次高低安排在高、中、低年级。在编排教材时，注意以知识为载体，渗透思想教育和能力培养内容，便于教师教学、学生学习，使学生在学习知识的过程中，受到思想教育和能力培养。"（详见附三）

六、体会

九年义务教育小学自然教材的第一阶段研究工作即将结束。通过六年的研究，使我们深深体会到：

（一）教材研究是编好教材的基础

教材必须在研究的基础上进行编写，研究工作要与教材编写工作紧密结合。这是提高教材质量、搞好教材改革的必由之路，也是尽快提高编辑人员业务水平的必由之路。

（二）教材研究工作要有正确的理论作指导

我们在研究、编写九年义务教育小学自然教材过程中，明确地提出：这套教材要以马克思主义认识论、自然辩证法、教育学和认知心理学作理论基础。这些理论对于我们构思、设计教材的整体结构、单元结构和课文结构，都有很重要的指导作用。

（三）教材研究要注重对国外教材领域先进经验的研究

目前，各国（特别是一些发达国家）对小学科学教育都十分重视，有很多宝贵的经验。在研究、编写九年义务教育小学自然教材过程中，我们重点对对美、英、日、俄四国小学科学教育的理论和教材进行了多方面的研究。通过研究使我们认识到，我国小学自然教学改革的目标与国际小学科学教育改革的总趋势是一致的，都是以向学生进行科学启蒙教育、提高公民科学素养为目标，从而使我们的研究工作进一步坚定了信心，明确了方向。通过研究也使我们开阔了眼界，国外小学科学教育的教法和教材的编排方法，给了我们很多有益的启示。

（四）教材研究要注重对教学实际的调查

在研究、编写九年义务教育小自然教材过程中，我们重点调查了两个方面：一是我国小学自然教学条件（师资、教学设备等），根据这方面的调查，我们编写出在内容和方法上能够适应多种类型学校教学需要的自然教材，从而使九年义务教育小学自然教材具有广泛的适应性。二是我国小学自然教学改革的情况，通过这方面的调查，可以使我们了解自然教学改革的最新信息，学到自然教学改革的成功经验，这对自然教材的改革，特别是课文结构的改革，有很大的帮助。

（五）教材研究应该坚持不懈

这个课题的研究，虽然在教材的指导思想和教材结构方面有了比较大的进展，受到了有关方面的好评，但还存在一些需要进一步研究解决的问题。例如：在教材的整体结构方面，知识、能力、科学自然观的阶梯是比较明显的，但科学态度的阶梯还不够明显。在单元结构方面，还缺少对一个单元所学知识、能力的综合练习。在课文结构方面，基本框架是好的，但对从这个基本框架派生出来的、不同类型的课文模式研究得还不够。这些问题必须继续进行研究。另外，科学技术的发展、课程的发展和自然教学的发展，还会对自然教材不断地提出一些新的问题，这些问题也必须进行研究。只有这样，我们的认识才能不断进步，我们编写的教材才能不断提高，从而更好地适应时代的需要。

子课题负责人：李培实殷志杰

合作单位：北京市教育局教学研究部天津市教育教学研究室

执笔人：殷志杰

附一义务教育小学自然教材（人教版）实验部分统计数据(略)

附二实验点自然教师对人教版义务教育小学自然教材的评价

湖北省松滋县教研室：我县455所小学，从1990年9月开始实验人教版九年义务教育小学自然教材。通过实验，我们认为这套自然教材是一套符合义务教育目标、教师易教、学生易学的好教材。这套教材主要有以下几个优点：指导思想明确、编排结构合理、内容选择恰当、教学设计科学、教学方法可行。通过实验，激发了学生对自然课的兴趣和学科学的兴趣，丰富了学生的自然科学知识，培养了学生学科学用科学的能力，渗透了科学自然观。另外，还促进了其他科的学习。例如：学生在自然课认识的各种自然事物的形态，有助于学生对语文教学内容的理解；自然课对学生观察能力的培养，有助于学生提高写作水平；自然课对学生归纳概括能力的培养，有助于学生掌握数学运算规律。

山西榆绵纶小学：新编小学自然教材吸收了国内外自然教材的优点，改革步子较大，是建国以来最好的一套自然教材。内容生动活泼，指导思想明确，体现了三个面向的精神和素质教育的要求，拓宽了师生的思路，开阔了师生的眼界，能使学生受到科学启蒙教育。教材结构合理，符合由个别到一般、由感性到理性的教材编排原则。教学方法多是先指导学生通过观察、实验使学生获得感性知识，然后让学生通过自己的思考得出问题的结论，符合学生认知心理。教材难度不大，学生负担不重。

内蒙古教研室：新编自然教材符合自然教学大纲的要求，能使学生获得生动具体的自然科学知识，培养学生学科学用科学的能力，并能使学生受到科学自然观教育和爱国主义教育。选取的教材多是学生熟悉的、与生活或生产实际有紧密联系的教学内容，而且大多是通过学生自己探究可以认识的问题。这对激发学生的学习兴趣，培养学生的科学能力很有作用。教师们反映：这套教材内容丰富、编排合理，有利于教师改革自然教学方法，学生也容易接受。学生们反映：自然课本很好看，自然课很有趣，我们最爱上自然课。

江西景德镇教研室：新编自然教材有一个把智育（知识、能力）、德育结合在一起的整体结构，把同类知识集中编排的单元结构和科学性强、思路清晰的课文结构，有利教师把握自然教学目的要求，改革自然教学方法。教材图文并茂，富于启发性和趣味性，能启迪学生的学习兴趣。另外，这套自然教材难易适度，分量适中，大多数学生都能达到教学要求。

福建闽侯古山州小学：新教材有明显的系统性，既注意各册教学的重点，又注意各册之间的联系。课文思路新颖，有利于教师指导学生像科学家那样探究大自然的秘密。

附三

自然学科审查委员会对人教版《九年义务教育小学自然教科书》的审查意见

该教科书编写的指导思想比较明确，从整体考虑，注意知识、能力、思想品德等方面的教育要求，互相配合，按层次高低安排在高、中、低年级中，基本上符合义务教育小学自然教学大纲的要求。

教学内容多数选自儿童周围的常见事物，并注意到内容的科学性。

为了适应不同学校、师资和学生的实际情况，该教科书安排了选学内容，有整篇课文，也有部分知识点，有利于教师根据实际情况选用教学。

该教科书编选教材时，注意以知识为载体，渗透思想教育和能力培养内容，便于教师教学、学生学习，学生在学习知识的过程中，受到思想教育和能力的培养。

教科书中个别内容要求过高，有些文字不够规范，有些插图需要修改。