结果和讨论

本调查选择了湖北省目前使用较为广泛的五套教科书作为研究对象，采取定量和定性分析相结合的方法，从科学知识、科学探究、科学态度和STSE四个维度对各版本教科书做了详尽的研究。具体分析结果如下：

（一）“科学知识”维度下各版本教科书的比较分析

在科学知识的呈现方面，多数教科书栏目种类设置较丰富，在激发学生学习兴趣的同时，也注重学生科学探究能力和思维能力的培养。此外，各版本教科书注重图文并茂，通过丰富的插图将知识生动形象地展现给学生，注重教科书的趣味性、实用性和情感性。

对各版本小学科学教科书的难度进行定量分析，发现不同版本教科书三个领域的正文整体难度各异，各版本教科书在不同领域、不同年级的科学知识难度也存在一定差异，活动设计与知识内容的统整是影响教科书难度的主要因素。

1. 各版本教科书栏目编排差异较大，总体以激发学生思考、培养学生探究意识为主

由表4可以看出，五个版本小学科学教科书在栏目编排方面差异较大。大象版栏目种类丰富，且设置有侧栏，注重引导学生亲自动手实践，将知识融入各类栏目中。其栏目设置以科学探究的一般步骤为线索，重在引导学生观察现象、思考与提问、提出猜想、搜集与整理资料、设计实验、实施实验、分析讨论与交流、整理与反思以及进行学习评价。侧栏在为学生提供阅读资料、注重学习评价的同时，也对学生需完成的活动给出相应提示、所需材料和活动建议。而教科版正文中未单独设置栏目，每一节均以知识点的形式呈现，其将科学探究的思想融入教科书内容的编排中，教科书中的记录表可供学生随时记录。鄂教版的“观察”“调查”“实验”“制作”“讨论”等栏目在五六年级才开始涉及，由此可以看出其在五、六年级更加注重学生科学探究能力和思维能力的培养，这与学生心理及认知发展规律相一致。苏教版每册书后附有供学生在每单元每节使用的活动记录，此外，“拓展”“资料”重在知识拓展，“动手”“问题”“选择”“记录”“交流”重在培养学生的科学探究能力，“环保”“注意”重在培养学生的责任意识和安全意识。粤教版每册书后附有“我的探究足迹”“我运用的科学方法”“我的成果档案”等评价表，可看出粤教版和其他版本教科书一样，注重过程性评价。

2. 各版本教科书插图普遍使用卡通和实物图片，以激发学生兴趣、辅助学生理解为主

从图1可以看出，各版本小学科学教科书都非常注重各类插图的功能和作用，在每册书中都设置了丰富的插图，注重将实物图片和卡通图片相结合，并配以适量的示意图、概念图和统计图将知识更加生动形象地展示给学生。其中，大象版卡通图片所占比例为82.78%，在各版本中最高，丰富的卡通图片有助于提高学生的学习兴趣，拉近与学生的距离，利于学生掌握知识。而其他版本实物图片所占比例较高，例如鄂教版实物图片所占比例为73.38%，丰富的实物图片便于学生更直观的学习与观察生活中的事物与现象，促进感性认识，更好地辅助学生理解。卡通图片和实物图片在教科书中均体现为补充学习内容、学习导航、情感激发和装饰美观四类，其中，学习导航包括教科书中主题人物间的对话和栏目标识，情感激发包括教科书中的名人图。

3. 各版本教科书难度水平存在一定差异，活动设计和知识呈现的统整是影响教科书难度的重要因素

各版本小学科学教科书正文整体难度比较结果如表5和图2所示。

由上可知，各版本小学科学教科书三个领域正文整体难度以教科版居首，苏教版居中，大象版居末。除苏科版与教版版外，其余三个版本的小学科学教科书三个领域整体难度相差较大。

结果显示，与其他版本教科书相比，教科版在内容呈现上以活动多、跨领域知识统整程度高为特点，大象版恰好相反。以章节为单位进行内容分析，发现教科版在一章内容中，表现出活动和知识点较多的特点，所以在计算中，广度较高、深度赋值的频次高，这是它整体难度高的重要原因。而大象版在一章内容中，基本上用少而深的活动统整整章内容，所以在计算中，深度赋值的频次低、水平高。教科书编写中，如何在活动量和知识量之间寻求平衡，仍是需要立足不同阶段学习者认知水平着重考虑的一个重要方面。

4. 教科书在不同知识领域的难度水平存在一定差异，活动设计应注重学生高水平思维的培养

各版本小学科学教科书正文各领域难度比较结果如表6和图3所示。

由上可知，各版本小学科学教科书正文中，总体而言物质世界领域难度居首，生命世界领域难度居中，地球与宇宙领域难度居末。在物质世界领域中，教科版难度值最大，远高于其余四个版本，是鄂教版在该领域难度值的近3倍。在生命世界领域中，鄂教版难度值最大，是粤教版教科书在该领域难度值的2倍，其余三个版本在该领域的差距不大。在地球与宇宙领域，五个版本小学科学教科书的难度值相差不大。

结果显示，生命世界领域和地球与宇宙领域在活动设计上，以观察描述和归纳比较为主，认知维度较低，所以整体难度较低。物质世界领域在活动设计上，以应用分析和创造设计为主，鼓励学生小组合作进行实验设计或模型制作，整体难度高。不同知识领域中的活动设置还需加强完善，注重学生的高水平思维培养。

5. 教科书在分年级的难度设计上有待完善

各版本小学科学正文各各年级难度比较结果如表7和图4所示。

由上可知，从各年级的教科书难度来看，苏教版的小学科学教科书的各年级难度排名基本居中，但纵向比较各版本小学科学教科书，在各年级难度设置上不同版本呈现不同特点。鄂教版和大象版的三、四、五、六年级的难度设置相似，四年级难度最大，五年级次之，六年级最小。教科版小学科学教科书中四个年级难度接近，苏教版的三、四、六年级难度基本接近，五年级难度最大。粤教版小学科学教科书中四年级难度最大，五年级次之，三年级难度最低。

结果显示，在不同年级的学习难度比较上，整体上六年级难度最小、三年级次之；四年级难度最大、五年级略低于四年级。不同版本之间存在个性化差异。教科书在分年级内容难度的设计上还需要进一步完善。

（二）“科学探究”维度下各版本教科书的比较分析

各版本教科书对于科学探究均较为重视，活动设计注重各类科学方法的体现，但有所侧重。并且，各版本教科书探究活动的内容组织形式以指导性探究和引导性探究为主，学生自主性探究活动较少。

1. 各版本教科书探究活动普遍注重观察、实验、分析和归纳的体现，其次是比较与测量，调查、分类、统计和模型建构较少，但均有涉及

对各版本教科书探究活动的分布进行统计，结果如表8和图5所示。

从数量上来看，教科版探究活动最多，其涉及的科学方法，如观察、实验、比较、分析等均位于首位，经统计，教科版教科书每册有28节或32节，是统计的五个版本中节数最多的，而粤教版每册9-18节，相对来说节数较少。总体来说，各版本教科书的探究活动所体现的科学方法以观察、实验、分析和归纳为主，调查、分类、统计和模型建构较少，各类方法均有涉及。

观察是人类认识事物最直接的方法，小学科学课程标准中也强调从学生熟悉的日常生活出发进行探究，所以在探究活动中运用观察是必然的；实验是进行科学探究的重要手段，在探究事物的本质与规律时运用实验，能初步理解身边的自然现象和解决某些简单的实际问题；在科学探究过程中一般需要分析、归纳这两类科学方法才能得出结论。因此，在各版本教科书的探究活动中观察、实验、分析和归纳这四类科学方法所占比重较大，而其他科学方法相对来说会较多受到探究内容的限制，比重较少。

2. 各版本教科书探究活动中经验方法的体现大致多于逻辑方法；随着年级增加，经验方法呈现略减弱趋势，而逻辑方法呈现略增强趋势

按照不同册数，对各版本教科书同一册探究活动中的经验方法和逻辑方法进行数据统计，结果如图6所示。

由上可知，各版本教科书探究活动中所体现的经验方法基本上多于逻辑方法。随着年级增加，经验方法呈现略减弱趋势，而逻辑方法呈现略增强趋势。

对各版本教科书探究活动中的经验方法与逻辑方法分别进行统计分析，发现教科版、苏教版、粤教版、鄂教版的探究活动中经验方法的体现基本上多于逻辑方法；鄂教版教科书在六年级时，其探究活动中逻辑方法的体现略多于经验方法，这与该年级所学内容为地球与宇宙科学领域有一定关系。而在大象版教科书的探究活动中，经验方法并未一直多于逻辑方法，二者相互交错，在不同册数中侧重体现的也不同；在三年级上册中，经验方法达到峰值，远多于逻辑方法；在五年级上册中，逻辑方法达到峰值，略多于经验方法，结果如图7所示。

通过分析教科书发现，各版本教科书在低年级时均比较重视观察，但随着年级增加，在进行探究活动时，涉及的科学方法更加多元化，引导学生运用多种科学方法进行科学探究，如利用数据统计分析进一步探究本质规律，而不只浮于表面，比如粤教版、大象版等。

苏教版每册有专门的单元学习方法，比如三年级上册是提出问题，三年级下册是观察与测量等。

教育部《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）关于科学探究所要达到的总目标中提到，要运用创造性思维和逻辑推理解决问题，注重多种思维方法的学习，发展思维能力、学习能力、实践能力以及创新能力，而在上述统计结果中可发现大多版本教科书的探究活动中经验方法的体现多于逻辑方法，这对于学生思维能力的培养较为不利，应适量增加探究活动中逻辑方法的体现，更好地实现对学生思维方面的培育。

3. 各版本教科书探究活动的内容组织形式以指导性探究和引导性探究为主，自主性探究较少

对各版本教科书探究活动的内容组织形式进行统计，结果如表9和图8所示。

由上可知，各版本教科书探究活动的内容组织形式主要以指导性探究和引导性探究为主，自主性探究较少。据表9和图8，发现大象版、教科版、鄂教版、粤教版教科书中引导性探究占比均超过了50%；苏教版教科书中探究活动的内容组织形式是以指导性探究与引导性探究相结合，自主性探究相对较少；大象版、粤教版和鄂教版中，自主性探究相对较多，而且鄂教版教科书中每单元学习完之后有一个自由探究，并设计有简单的活动提示，以自主性探究为主。

根据教育部《义务教育小学科学课程标准》（2017年版）有关要求，要发展学生的创造性、批判性思维和创新能力，但由统计结果可知，指导性探究仍然占较大比重，而自主性探究数量在较多版本教科书中却很少。若要更好地激发学生的创造力，在今后的教科书编写中应结合具体探究主题，注意引导，相应增加自主性的探究，而适量减少指导性的探究活动。

（三）“科学态度”维度下各版本教科书的比较分析

科学态度在各版本教科书中均有体现，也各有侧重。整体趋势为：以活动为主要载体，在活动中培养学生乐于探究、实事求是、追求创新、合作分享以及责任意识。其中对于探究精神的重视程度最高，对于创新精神、合作分享的引导多体现在探究过程之中，对于实事求是的体现则侧重于学生观察与记录活动之中，责任意识多体现在引导学生爱护生命，保护环境等。

1. 教科书编写以活动为载体，激发探究兴趣，培养求实态度

教科书对于态度的培养隐含于大量的活动中。粤教版教科书活动众多，每一章节由活动、讨论、拓展等模块组成。大象版以提问的方式串联知识点，并设计有“我也能当科学家”、“科学探究成果展示会”、“我们所经历的科学探究过程”等章节，让学生体会科学家是如何进行观察、提出问题、进行猜想和建立假设的，同时配套有“问题银行”和“小科学家记录本”作为附录，引导学生提出并研究问题。为培养学生求实态度，较低年级设置有专门的“观察”栏目，有意引导学生观察身边的科学。鄂教版每一章都会设置“自由研究”专题，引导学生自主发现问题、研究问题、进行知识巩固与运用。苏教版有专门的“记录”栏目以及附录“活动记录”，有意引导学生对观察到的现象进行记录，培养学生如实讲述事实的态度。相比之下，教科版在引导学生探究方面体现并不明显，其更侧重于对实验或现象的描述，在激发学生自主探究方面有待加强。

2. 教科书编写以实验设计为平台，挖掘创新潜力，增强交流与责任意识

苏教版注重引导学生对实验进行改进，如在“拓展”栏目中提示学生对实验进行创新，探究不同条件下的实验结果等；教科书中多次鼓励学生发现值得探究的问题，并通过产品设计体现对追求创新态度的培养，如引导学生“设计并建造一座房子”“试着设计一种利用风能工作的装置”“一辆以空气为动力的玩具小车”等；设置有“交流”栏目，有意引导学生在小组合作中掌握知识，促进学生合作分享态度的形成。大象版中“设计月球开发方案”一节更深层次地挖掘学生的创新潜力。相比之下，粤教版、鄂教版和教科版在挖掘学生的创新能力方面稍显不足。

各版本教科书对于责任意识的培养均有渗透。鄂教版中穿插“安全警示”栏目，提醒学生实验注意事项。苏教版中以卡通人物的口吻提醒学生爱护小动物，保护身边环境等，在“拓展”栏目收集关心动物的资料，并设置有专门的“环保”图示，明确提醒学生关注身边的环境问题。大象版在活动开展过程中，在侧栏给予保护小动物以及注意实验安全的提示。在教科版和粤教版中虽也穿插责任意识的培养，但未设置专门的栏目，因此易被忽视。

（四）“STSE”维度下各版本教科书的比较分析

根据分析的需要，将STSE的三个方面进行了细化。科学技术与日常生活的联系可以分为科学技术与生活（S1）、科学技术与健康（S2）、科学技术与环境（S3）；科学技术与社会发展的联系可以分为技术发展与创新（S4）、科学技术与工业（S5）、资源与工业（S6）；人与自然和谐相处用 S7表示。结合指标对五套教科书进行了分析，结果如图9所示。

STSE内容的整体趋势为普遍较重视S1、S4以及S7，对于S2、S3、S5以及S6的重视程度不够，在鄂教版与粤教版中几乎没有明显的S2内容。

1. 教科书编写以生活实际为导向，以普遍关注的问题入手，倡导人与自然和谐相处

在体现技术与生活、健康联系方面，大象版中“科学与我们的生活”一章注重引导学生利用科学技术解决生活中遇到的问题，如“雨具的改进”、“添加剂对人体的影响”、“塑料瓶放酒、醋、酱油是不妥的”内容，贴近生活实际。粤教版从五年级起有“网络课堂”章节，体现科技对学习生活的影响。教科版中有“辨别常见的有毒和无毒塑料制品”、“饮水与健康”内容。相比之下，鄂教版和粤教版并没有直接体现出科学技术与健康的内容。

在科技与环境的体现上，教科版的“环境和我们”一章，从垃圾处理、循环使用、污水处理以及身边环境问题等方面引导学生关注环境，并有意识从科学角度看待环境问题和环境治理，同时也包含“清理海面溢油”这样较为现实的问题。其他版本教科书的体现很少，主要集中于垃圾循环与处理上。在教科书编写时，STSE并未被纳入编写理念之中，因此各教科书对环境的重视程度不够也在情理之中。

在人与自然和谐相处的体现上，粤教版“海洋宝库”一节中关于“休渔”的内容，从身边实例出发，探讨人与自然和谐相处的必要性。大象版中“调查小组在行动”一节的“小资料”栏目提到清洁能源的开发利用，同时也着眼于噪声污染这一社会问题的解决；教科书中“自然法庭听证会”单元、“一千个小侦探找青蛙”单元、“案例研究：对蚯蚓的探究”单元以及“我们的绿色社区建议”单元的设置，可以看出本套教科书与其他教科书相比，更加注重体现人与自然和谐相处。

2. 教科书编写以培养创造性思维为目标，凸显工业发展与技术进步

各版本教科书均涉及科学技术的发展史，探索宇宙的技术发展以及植物组织培养、克隆技术等，其中对航空航天技术的发展较为重视，且涉及矿产的利用、水力发电以及结构利用等工业问题。

教科版的科技发展内容体现在“资料库”中，作为学生了解科技发展的补充材料。大象版的“科学自助餐”栏目系统地展示了科学技术的发展历史与进步。鄂教版中“茅草与锯子”一节、教科版中“麦秆与钢管”一节的仿生学内容以及粤教版中“太空搭载实验方案设计”一节，有助于启发学生的创新意识；苏教版中关于“机器人”的内容，以吸引学生兴趣的话题讲授科技的进步与创新，不仅能够激发学习欲望，还能在贴近生活的情境中帮助学生习得知识。

在能源方面，粤教版中具有关于清洁能源如核能的内容，同时也提及风能、太阳能等能源的利用，并且提出了海洋能源的开发与利用，从多个方面展示科技、资源与工业、生活的联系。教科版与苏教版中共有的“形状与结构”单元，均注重引导学生认识结构在建造业中的应用。

作者：张秀红 刘伟男 马婉冰 康凌

来源：节选自《科学教育蓝皮书：中国科学教育发展报告（2017）》（主编：王康友；社会科学文献出版社）小学科学篇《小学科学教科书比较研究——基于湖北省的研究》

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