| 标题 | 《科学发现者》中科学写作的类型与设计特点 |
| 范文 | 张荣华 郭巾英 摘要： 科学写作是进行科研和理科教学的重要手段。以美国高中理科主流教科书《科学发现者》的四个系列教材为研究对象，分析其中的科学写作作业类型，从设计目标、设计原点、实现路径和设置数量四个方面概括了这套教材的设计特点，以期给我国的理科教材开发和科学写作教育提供有益的参考。 关键词： 科学发现者； 科学写作； 作业； 类型； 设计特色 文章编号： 10056629（2018）8009007 中图分类号： G633.8 文献标识码： B 科学写作是科学研究活动的重要组成部分，在教材中安排科学写作任务（活动）作为学习作业，有利于完整地体现“像科学家那样进行科学探究活动”。已有研究表明，科学写作是科学教育的一种重要形式[1]。但在我国，科学写作尚属于一个有待重视的新研究领域[2]。目前国内有作者从分科角度对《科学发现者》教材中的科学写作进行分析[3， 4]，但难免受到学科的限制。本研究以这套教科书中的《生命的动力》、《原理与问题》、《化学概念与应用》和《地理、地质学、环境与宇宙》系列[5～8]共计12册教科书为研究对象，对其中的科学写作作业进行分析，从课程设计角度概括科学写作作业的设计特点，以期给我国的理科教材开发和科学写作教育提供有益的参考。 1 理科教科书中科学写作作业（task）的类型 理科教科书中科学写作作业的形式丰富多样。吉丝（Keys）将科学写作分为五种类型： 实验性科学写作、解释性科学写作、报告性科学写作、传记性科学写作、说明性科学写作[9]。台湾学者胡瑞萍和林陈涌认为科学写作形式有八种类型： 描述（记叙）、游记、导引或说明、辩论或演说稿、概念图或心智图、科学报告、制作小手册、日志写作[10]。综合看来，四套理科教材中的科学写作形式有13种： 描述（记叙）、游记（传记）、导引、解释或说明、辩论或演说稿、概念图或心智图、实验设计（报告）、制作小手册或资料卡、日志写作、电视广告、黑板报、新闻报道（报纸投稿）以及科学报告。其中科学报告又包括调查报告、综述、小论文和多媒体报告。从最终作品的应用范围来看，这些类型又可以概括为四种类型： 科学学术类、科学应用与分析类、科学新闻类与科学普及类四种类型。 1.1 科学学术类 科学学术类的作品主要目的旨在呈现科学发现与发现新知识的过程。其类型有描述（记叙）、日志写作、实验设计、调查报告、综述、小论文等。描述（记叙）类的写作作业多聚焦于一种植物、一种动物或一个科学事件，让学生对它们展开调查、撰写故事，或者用一段文字描述自己的调研结果。如《生命的动力》设计了这样的写作任务： 记录你在使用的种子植物或通过种子植物获得的产品，并确定每一类种子植物的名称。仔细检查后，写一个故事来描述当世界上没有种子植物后你的生活状况（B280）。《地理、地质学、环境与宇宙》设计了这样的作业： 查看1980年圣海伦斯火山喷发的资料。做一个简短的报告或短片，描述火山喷发后引起的地貌变化（G502）。描述（记述）的写作对象通常情况下是单个的自然物或物理物，因对象单一，写作的篇幅不會太长，这类作业是最基础的一类学术性作业。有了描述（记叙类）技能，如果连续跟踪一个科学事件，那么，写作的形式就会变为科学日志。比如，《地理、地质学、环境与宇宙》设计了这样的作业： 以一名记者的身份，报道自己亲眼所见的一次大陆形成的过程，一步一步写下所目击的事。 众多的科学发现是依靠实验、调查做出来的，在进行实验、调查之前，科学工作者需要进行大量的文献调研活动，将调研结果进行综述，以便了解相关课题研究的现状和进展。有时候调研之后，需要形成自己的观点，撰写小论文。因此，实验设计、调查报告、综述、小论文是科学学术最主要的写作类型（见表1）。综述与小论文的区别在于，前者重在综合性“叙述”，而后者重在围绕一个观点做有理有节的“论述”。陈凯从章节名称、情境创设、写作目的、写作任务、写作类型五个方面分析了《化学概念与应用》中的科学写作[11]。下面，我们将借鉴陈凯文中的分析思路，从写作类型、情境创设、写作目的、写作作业和教材位置五个方面对四套教科书的部分习作任务进行分类整理。 1.2 科学应用类 科学应用与分析类的作品主要目的旨在阐述科学概念的关系、科学技术的应用，解释、说明科学技术产品中蕴含的科学概念、原理。其类型包括解释和说明、辩论或演说、概念图或心智图等。 1.2.1 概念图或心智图 使用概念图或心智图，可以建立科学概念的层级关系，厘清主概念、次级概念、具体实例之间的逻辑关系，相关的写作任务遍布在这套理科教材中，这里不再赘述。 1.2.2 解释和说明 《原理与问题》中的这类写作任务比较多，集中于对物理单位（如坎德拉）、物理产品（如电视机、DVD、VCR的红外遥控器、绿激光指示器、微波炉）等的工作原理说明，以及对产品说明书进行解释。《生命的动力》中的这类写作任务涉及医疗报告、医疗技术的应用。比如，老年痴呆症和白血病之类的疾病会导致人体某些特殊部位的健康细胞逐渐丢失，而健康细胞的数量变化是可以通过血液检测等医学手段检测出来的。医学检测的目的是为医学治疗提供科学依据，比如化验单。但是，作为医生，出具医疗报告时既要参考化验单，还要选择相应的技术进行治疗。因此，教科书设计基于以上的情境，要求学生撰写一份简短的疾病报告，包括阐述如何利用体细胞核转移技术治疗这种疾病（B714）。类似地，该教科书还为未来的疗养院工作人员设计了一个写作作业。让学生通过访问网站“bdol.glencoe.com/internetlab”，查找适合居于室内并能够与人作伴的犬种，撰写一个说明书，说明选择的理由（B879）。 1.2.3 辩论或演说稿 科学活动中，通过谈论（对话或辩论）或写作将主张和证据组织成论证，是合乎逻辑地进行推理的重要形式，也是理性思维的重要形式。在理科教材中设计科学写作作业，可以发展学生的理性思维，培育批判性思维能力。尤其是科学写作中的辩论或演说稿的写作设计，更是集中体现了批判性思维的训练。在同一主题的写作任务中，要求学生从支持角度提出论据，再从反对角度提出论据，从正、反两面在事实上、数据上或逻辑上举证论证，最后得出自己的结论。长此以往，可以避免凭借“直觉”或“经验重复”妄下结论或论断的感性思维，培养学生的独立思辨能力和怀疑精神。 比如，《生命的动力》设计了一个有关转基因技术的辩论或演说的写作作业： 1996年，一种能产生某种内毒素，杀死对玉米造成最大危险的害虫——欧洲玉米螟的转基因玉米得到了广泛推广，但很快成为争议的焦点。教科书让学生以此事件为切入点，对转基因话题进行讨论，撰写辩论稿或演说稿，赞成或反对转基因玉米的生产，并与所持相反观点的同学对该话题进行辩论（B352）。微波炉是常见家用电器，有关微波炉的电效率是用户最关心的问题。《原理与问题》设计了这样的写作作业： 一家电器商店的售货员宣称微波炉的电效率越高，意味着它加热物体的效率也越高。让学生尝试提出论据反驳这位售货员的说法；或者提出论据支持这位售货员的说法；然后写一篇短文答复这位售货员（P628）。环境污染是科学技术发展与进步对自然造成的危害之一，防治环境污染需要政府部门参与。作为政府部门公务人员需要具备一种特殊能力： 识别国家和地方的决定所赖以为基础的科学问题，并且能够提出有科学技术根据的见解。《化学概念与原理》设计了这样一个作业： 让学生利用图书馆的资料，找出政府对煤燃烧的硫排放标准的相关规定。整理一份报告，表明自己的态度是支持还是反对这些规定。如果学生在学习过程中产生了更好的降低硫排放的建议，需要将这些建议在报告中加以说明（C24）。 1.3 科学新闻类 科学新闻类的作品主要目的旨在搜集信息，以电视、黑板等传播形式，对科学地解决社会现实问题过程进行报道。其类型包括新闻稿、电视广告、黑板报、观点评述等。如撰写一个电视广告，描述在你生活的社区所采取的保护地下水的措施（G274）；以黑板报或口头形式向同学报告关于最新发现的太阳系外行星（G818）；假设你是一名新闻记者。在你的科学日志中写一段关于最近发现的尼安德特人的新闻报导（G659）；向一份报纸投寄一封信或者一篇文章，陈述你支持减少使用食品包装袋的主张（C679）。 1.4 科学普及类 科学普及类的作品主要目的旨在普及性地介绍和报道科学知识、科学史、科学家的贡献、对未来的预测以及科技手册等。 第一类是游记（传记）。物理学中的一些电学单位，如库仑、伏特，是以物理学家的名字来命名的，因此，《原理与问题》就设计了游记（传记）的写作任务，让学生选择一个以其名字命名研究的科学家的生平和成就，撰写一篇关于这位科学家的短文，包括对以他名字命名的单位的相关工作的讨论。其他传记如涉及研究牛顿、伽利略、罗伯特·高德和韦德·冯·布朗对物理学的贡献等。写作的重点各不相同，有的是对科学家伟大贡献的介绍，有的涉及生活和研究，还有的涉及科学家的著作。如，选择莱纳斯·鲍林职业生涯的一个阶段，查阅鲍林在这一阶段的某篇著作，写一篇短文介绍其成就（C356）。 第二类是制作小手册或资料卡。在发生暴雷时，哪里是最为安全的地方？如果你被困在了野外，你该怎么做？收集一些防范闪电的安全常识，然后编制一本安全手册，在你的学校里散发（G372）。处理类似于巴姆地震这样破坏程度的灾害，所需的工作量是巨大的。联系你们当地的紧急事务防备部门，调查他们为防备自然灾害采取了哪些措施。这些部门主要处理哪些灾害？将你了解的内容编成一个小手册（G536）。联系当地卫生部门或宣传部门，了解你所在的地区有哪些常见的有线形动物引起的传染病。调查其中一种传染病，收集有关该线形动物生活史、传染病预防与治疗以及去年所报道的感染人数的相关信息，然后制作有关线形动物传染病的班级资料卡（B737）。 2 理科教科书中科学写作作业的设计特点 2.1 科学写作任务的设计目标——培养“高度科学素养的人” 高度科学素养的人所具备的一些很重要的素质就是，在进行个人决策之时恰当地运用科学的方法和原理；能理智地参与那些就与科学技术有关的各种问题举行的公众对话和辩论[12]。提高科学素养，不能依靠“强调学习现成答案而不是探讨问题，把主要精力花费在记忆上而牺牲敏锐鉴别的思维，记忆零碎的信息而不是强调理解学习内容，重背诵轻论证，以学代干或不鼓励学生一起学习，彼此自由地交流思想和信息，或运用现代教学设备发展智力[13]。 《科学发现者》将科学写作引入教材中，正是对“高度科学素养”的科学教育理念与原则的践行。科学写作教学活动中，需要牵涉到学习者的邏辑思维能力、语言组织能力以及科学知识的应用能力，学生不是记忆或背诵现成的答案，而要根据写作的主题或问题，在教师的引导下，进行多方面的探讨、研究，在这个过程中，学生与教师或合作伙伴自由地交流思想和信息，将概念性知识、原理、方法等融会贯通，体验“学科学”“做科学”和“用科学”的探究乐趣，同时又发展逻辑思维能力。最终提高个人的科学素养，并为个人融入未来社会奠定基础。 2.2 科学写作任务的设计原点——“生活在现代社会中的人” 科学写作的重要任务之一就是向公众解释、说明科学规律、科学原理、科学方法等，以便公众知晓科学知识，导引公众对社会事务做出科学的决策和判断。要想实现这一点，就需要摈弃在学校“圈养”学生的错误观念，而将学生视为生活在现代社会、具有好奇心、并随时会遇到科学问题、经常会参与与科学决策有关的社交活动的“现代社会中的人”。 分析《科学发现者》中的写作任务，可以发现，教科书的编写者在设计写作任务时，没有随意或毫无章法地去设计，也没有将写作看作是复习、巩固、应用科学知识的一条途径，而是将学生看作“现代社会中的人”，紧紧围绕学生的“生活世界”去设计。随着学生个人生活领域和交往物的改变，其生活世界的“眼界”（horizon）也将拓展。所以，这套教科书中的科学写作作业是以学生的个人生活中心向四周辐射，向社会辐射。其写作主题涉及个人关注的直接对象——植物、动物等的描述，生活用品——遥控器、微波炉、滑石粉等的科学原理说明，生活娱乐设施——游乐车等包含的科学规律的探究，医疗报告和医疗技术的解释，新技术对社会造成影响的辩论，自然灾害防治手册的编写，以及向政府相关部门提供有科学依据的建议……。这些写作任务涉及学生作为“社会人”需要运用科学概念和科学过程的几乎所有方面： 有些涉及个人事务决策，有些涉及公民事务参与，有些涉及经济生产，有些涉及日常所经历的各种事务，有些涉及学生好奇心引发的问题探究……。更为难得的是，学生在完成写作任务时，身份不断地发生变化，有时是本人，有时是记者、医生、疗养院工作人员、产品开发者、政府官员、科研人员、探险者、自然观察者、科技书籍的读者、自然灾害中的受害者等等。通过不同身份的转换，使得学生得以站在社会不同群体的立场，体验和考察科学概念、原理、知识的运用，真正实现培养高度科学素养的人。 2.3 科学写作任务的实现路径——展现科学写作的组成元素 普瑞恩（V. Prain）和韩德（B. Hand）在“科学学习的写作元素模型”中指出，科学写作元素包含了主题（Topic）、形式（Form）、目的（Purpose）、对象或读者（Object or Readers）及文本的制作方式（Text production methods）五个基本组成元素[14]。仔细分析《科学发现者》中的科学写作任务可以发现，无论哪一种类型，其文本呈现都包含了这五个基本组成元素。这里仅举三例，如表2所示。从表2的第一个例子可以看出，本次写作任务是为看电视或使用DVD或VCR的人们（读者）撰写一个产品说明书（目的），主题是阐明遥控器的工作原理，其中要用到方块图或示意图来制作文本，阐明遥控器的工作原理以及为什么这些遥控器同时使用时并不会相互干扰，最后形成一个1～2页的产品报告书。如此清晰的任务布置，非常有利于科学写作的实施及其评价。 当学生作品递交以后，教师可以将这五个元素设置为评价的五个维度，再设计相应的评价量规（rubric），就可以对学生的作品进行评价。比如对主题的评价，可以从主题阐述有创见、条理清晰、条理混乱、不清晰等四个方面，分别赋分4、 3、 2、 1分进行评估。研究表明，科学写作可以增进学生认知策略的使用；增进学生的科学推理能力以及促进学生科学概念的发展，是一种有效的科学教学策略。除了大幅度提高学生的科学学习质量以外，科学写作的过程及其作品，还是科学教师系统收集学生学习情况相关数据的有效手段，也是教师收集教学反馈信息和数据的一种非常有效的手段。通过获取学生学习和教学信息，教师可以及时调整和改进科学教学实践。 2.4 科学写作任务的设置数量——充分满足科学不同教学环节的需求 《科学发现者》中的写作任务贯穿于教科书的正文、实验和课后练习，各个学科的分布比例各不相同，满足了课堂教学、实验、练习各个不同教学环节的需求。 从总数上来看，《生命的动力》教材最多，有141个，《原理与问题》有97个，化学有63个，地理最少，只有29个。从分布上来看，这些作业分布于教材的正文、实验和课后练习中。统计四科教科书中的写作作业在正文、实验和课后练习中出现的平均频率，结果显示，课后练习中的科学写作作业占总数的43.25%，在三種位置中数量最多；其次是正文，占38.93%，出现频率最少的是实验15.40%。在正文中，科学写作呈现比例最多的是地理；实验中，呈现比例最高的为《生命的动力》；课后练习中，《原理与问题》、《生命的动力》和《化学概念与应用》的呈现比例都超过了50%。不同学科作业的呈现频率不同。《生命的动力》教材中，呈现于课后练习的有51.10%，正文有29.80%，实验有19.10%；《原理与问题》教材中，呈现于课后练习的有67.00%，正文有17.50%，实验有15.50%；化学教材中呈现于课后练习的有50.80%，正文有42.90%，实验有6.30%。地理教材中呈现于正文中的最多，占65.50%，其次是实验中，占20.70%，最少的是课后练习，占13.80%。 四个系列的教科书中，除《地理、地质学、环境与宇宙》教材外，其他三套教材都设计了专门的“科学写作”栏目来呈现科学写作作业。我们把这样的写作作业称之为显性科学写作作业。各套教材中的显性科学写作作业数量分别为《生命的动力》8个，《原理与问题》46个，《化学概念与应用》22个。事实上，四套教科书中绝大多数的科学写作作业并没有被收入“科学写作”版块，而是隐藏在其他栏目中。如《生命的动力》中与科学写作作业相关的栏目有：“形成自己的观点”“观察与推断”“生物小论文”“生物技术应用”“研究”“调查”等；《原理与问题》有“技术与社会”“理性思维”等；《化学概念与应用》中有“课前活动”“化学链接”“化学与技术”等；《地理、地质学、环境与宇宙》中与科学写作相关的实践活动栏目有“科学与技术”“地球科学在线”“科学与环境”“新闻中的科学”，在每个活动结束时，都布置了科学写作作业。这些隐藏在教科书其他各处的科学写作作业，可以看作是“隐性科学写作作业”。据统计，四套教科书中隐性科学写作作业的平均数量为显性科学写作作业的三倍。其中，《原理与问题》中的显性和隐性科学写作数量之比接近1∶1；《化学概念与应用》接近2∶1；《生命的动力》差异最大，隐性写作作业占总作业数量的94.30%。 参考文献： [1]陈慧娟.科学写作——有效促进概念改变的教学策略[J].中等教育，1998，（6）： 123～131. 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