科学教材情感化设计的借鉴与本土化构思
□龚兵 张妍玲
字数：2454
2025-07-27
版名：理论
在数智化时代，以重复记忆为主的浅层学习已不能应对时代挑战。学习活动的设计需要更多地关注学习者的学习体验，使学习者获得充分的参与感。科学教材作为实施科学教育的重要载体，其设计必须超越侧重知识传递和概念呈现的传统思路，更多地考虑如何满足学生的学习需求，激发愉悦的情绪体验，促进其对科学课程的深度学习。数智化时代的学习者被各种丰富的学习资源所包围，因此科学教材如何展现出独特魅力，促进与学习者之间的深层互动，从而切实落实立德树人根本任务，是教育领域亟待思考的问题。构建学习资源与学习者之间的情感联盟，激发学生对于科学技术的关注、兴趣以及长久的热爱，是科学教材的责任和使命。
美国科学教材《科学融合》的
情感化设计表征
美国重视科学教育由来已久。美国教育界认为，科学教材应以学习者为中心，带给学习者愉悦且美好的学习体验。《科学融合》是知名出版公司霍顿·米夫林·哈考特集团在21世纪初推出的面向K-8年级的系列科学教材。该教材源自与其同名的科学教育项目，旨在为学生提供全面的科学体验。《科学融合》采用独特的情感化设计，强化教材对于学习者的黏度，实现对学习者科学兴趣的激发、科学热情的唤醒、科学实践的支持以及科学思维的培养，收获了广泛的好评和赞誉。
1.本能水平的设计表征。《科学融合》重视教材的外观设计，从封面设计、色彩运用、装帧形式到开本大小、插图选择等都进行了精心构思。尤其是色彩运用与插图选择，更是以最直接、最直观的方式为学习者带来愉悦的心理体验。
2.行为水平的设计表征。行为水平的设计强调认知对情绪的影响。认知是个体对刺激物产生肯定或否定态度的决定因素，有助于判断和评价刺激物对个体需要的符合程度。该教材重视学生认知能力的培养，设计上力求让学生充分体会教材所提供的知识和技能是有用的，从而获得较大的满足感。
《科学融合》基于美国《新一代科学教育标准》进行编撰，这一标准是反映学生应当知道什么和能够做什么的标准或目标，也被作为预期表现，用来描述学生必须怎样做才能表现出对科学的精通。学科核心概念、跨学科核心概念与科学和工程实践构成预期表现的三个维度。该教材的内容编排着重强调如何促使学生精通科学。
掌握核心概念是精通科学最基础的表现。《科学融合》基于核心概念构建学习单元，学习单元又包含若干节课，课的内容与顺序体现出学习进阶。这种设计基于科学教育面临的首要矛盾——“有限”的科学学习时间和“无限”的科学知识，将科学与工程实践、跨学科概念和学科核心概念进行三维统整。学生在接触和理解科学概念的同时也能够开展跨学科学习，符合科学学习者的心理特征，满足学生的学习需求。
该教材包含丰富的学习资源，赋予学生多种选择——可以独立或分别使用数字与印刷路径覆盖各个单元以及部分课程，也可以根据需要将印刷和数字路径混合在一起。学生使用数字教材时可以通过VR技术体验360°虚拟实地考察——无须离开教室就可以穿越历史，探索世界，见证科学奇迹。《科学融合》中还配备大量的专业学习资源，具体包含学生用书、探究挂图、科学和工程类分级读物、科学和识字技能的综合手册、学前班专用的词汇大全与图片分类卡以及词汇卡、学生使用的数字课程及相关内容。所有这些资源都有印刷版本和数字版本。
3.反思水平的设计表征。反思水平的设计强调用户对产品的总体印象，重视产品带给用户长期的情感陶冶。科学教材设计需要激发学生对内容进行反思，对科技的价值和意义产生共鸣。该教材将科学家、科技职业以及科技实践情境融合在教材中，用故事线的形式将人、事、物串联起来，促进学生对科学技术的情感认同与升华。
科学教材情感化设计的
本土化构思
《科学融合》教材的情感化设计体现出美国教育界为适应科学教育变革所做的努力。当代科学教材既要超越传统教材的知识本位，也要注意防范智能技术对于教育教学的可能威胁。学习者的兴趣、意志、情感等因素应该成为教材设计的重要考量。我国的科学教材设计可以从“悦目”“启智”“怡情”三个方面进行构思和完善。
1.悦目：科学教材的审美需求。悦目是指重视科学教材的审美。编撰者应该从美育的视角，按照美的规律进行教材立美。科学教材中蕴含的知识是人类文明的结晶与精华，包含宇宙自然之美、世界经典文化之美、人类艺术之美、社会之美、科学之美等。教材编撰要有审美和立美意识，用审美的眼光去选择、组织教材内容，从使用者的角度进行内容立美。
审美是主体与对象的互动，其中蕴含着巨大的意向力量和意义感。科学教材的审美应将丰富多样的民族文化资源经过加工吸纳到科学教材之中，构成审美素材的重要来源。科学教材应维护国家的根本利益，承载民族优秀文化，担负时代使命。
2. 启智：科学教材的实用需求。启智强调教材要给予学生强有力的学习支持。进入数智化时代，融合虚拟现实技术和增强现实技术的具有交互感和浸入感的学习资源开始日益增加。科学教材的设计应结合多种技术手段强化对学习者的支持作用。教育者应努力整合校内外多样态的学习资源。科学教材设计既要突出科学概念，也应包含实践性、操作性的作业和练习，引导学生掌握各种科学研究方法，熟悉新的科技手段，理解和掌握新兴科学技术。
3.怡情：科学教材的价值需求。怡情是指科学教材的价值实现和升华。科学学习本质上是以促进生命成长为目的的活动，具有鲜明的价值属性。科学教材的情感化设计也是生命化设计，应帮助学生形成对自然和宇宙生命的敬畏。科学教育无论对整个人类社会还是学生生命个体，都蕴含着强烈的人文情怀。科学教材应从凝固的知识体系中解放出来，超越静态和缄默的存在，成为师生，尤其是学生认识生活世界与科学世界的情感桥梁。
怡情指向学生的生命体验和深度学习，谋求对科学的深度理解。深度学习是以生命的完整统一性为前提、有内在价值的学习。数智化时代的学习体验表现在技术创设的虚实结合的学习环境中、学习资源的便捷获取中、学习服务的个性化定制中，学生在学习教材的过程中能够获得充足的参与感。科学教材应营造人性化的学习情境，照顾学习者在学习过程中的情感体验，使学习活动超越浅层记忆走向深度理解。
（据《中小学科学教育》2025年第3期，有删改）
美国科学教材《科学融合》的
情感化设计表征
美国重视科学教育由来已久。美国教育界认为，科学教材应以学习者为中心，带给学习者愉悦且美好的学习体验。《科学融合》是知名出版公司霍顿·米夫林·哈考特集团在21世纪初推出的面向K-8年级的系列科学教材。该教材源自与其同名的科学教育项目，旨在为学生提供全面的科学体验。《科学融合》采用独特的情感化设计，强化教材对于学习者的黏度，实现对学习者科学兴趣的激发、科学热情的唤醒、科学实践的支持以及科学思维的培养，收获了广泛的好评和赞誉。
1.本能水平的设计表征。《科学融合》重视教材的外观设计，从封面设计、色彩运用、装帧形式到开本大小、插图选择等都进行了精心构思。尤其是色彩运用与插图选择，更是以最直接、最直观的方式为学习者带来愉悦的心理体验。
2.行为水平的设计表征。行为水平的设计强调认知对情绪的影响。认知是个体对刺激物产生肯定或否定态度的决定因素，有助于判断和评价刺激物对个体需要的符合程度。该教材重视学生认知能力的培养，设计上力求让学生充分体会教材所提供的知识和技能是有用的，从而获得较大的满足感。
《科学融合》基于美国《新一代科学教育标准》进行编撰，这一标准是反映学生应当知道什么和能够做什么的标准或目标，也被作为预期表现，用来描述学生必须怎样做才能表现出对科学的精通。学科核心概念、跨学科核心概念与科学和工程实践构成预期表现的三个维度。该教材的内容编排着重强调如何促使学生精通科学。
掌握核心概念是精通科学最基础的表现。《科学融合》基于核心概念构建学习单元，学习单元又包含若干节课，课的内容与顺序体现出学习进阶。这种设计基于科学教育面临的首要矛盾——“有限”的科学学习时间和“无限”的科学知识，将科学与工程实践、跨学科概念和学科核心概念进行三维统整。学生在接触和理解科学概念的同时也能够开展跨学科学习，符合科学学习者的心理特征，满足学生的学习需求。
该教材包含丰富的学习资源，赋予学生多种选择——可以独立或分别使用数字与印刷路径覆盖各个单元以及部分课程，也可以根据需要将印刷和数字路径混合在一起。学生使用数字教材时可以通过VR技术体验360°虚拟实地考察——无须离开教室就可以穿越历史，探索世界，见证科学奇迹。《科学融合》中还配备大量的专业学习资源，具体包含学生用书、探究挂图、科学和工程类分级读物、科学和识字技能的综合手册、学前班专用的词汇大全与图片分类卡以及词汇卡、学生使用的数字课程及相关内容。所有这些资源都有印刷版本和数字版本。
3.反思水平的设计表征。反思水平的设计强调用户对产品的总体印象，重视产品带给用户长期的情感陶冶。科学教材设计需要激发学生对内容进行反思，对科技的价值和意义产生共鸣。该教材将科学家、科技职业以及科技实践情境融合在教材中，用故事线的形式将人、事、物串联起来，促进学生对科学技术的情感认同与升华。
科学教材情感化设计的
本土化构思
《科学融合》教材的情感化设计体现出美国教育界为适应科学教育变革所做的努力。当代科学教材既要超越传统教材的知识本位，也要注意防范智能技术对于教育教学的可能威胁。学习者的兴趣、意志、情感等因素应该成为教材设计的重要考量。我国的科学教材设计可以从“悦目”“启智”“怡情”三个方面进行构思和完善。
1.悦目：科学教材的审美需求。悦目是指重视科学教材的审美。编撰者应该从美育的视角，按照美的规律进行教材立美。科学教材中蕴含的知识是人类文明的结晶与精华，包含宇宙自然之美、世界经典文化之美、人类艺术之美、社会之美、科学之美等。教材编撰要有审美和立美意识，用审美的眼光去选择、组织教材内容，从使用者的角度进行内容立美。
审美是主体与对象的互动，其中蕴含着巨大的意向力量和意义感。科学教材的审美应将丰富多样的民族文化资源经过加工吸纳到科学教材之中，构成审美素材的重要来源。科学教材应维护国家的根本利益，承载民族优秀文化，担负时代使命。
2. 启智：科学教材的实用需求。启智强调教材要给予学生强有力的学习支持。进入数智化时代，融合虚拟现实技术和增强现实技术的具有交互感和浸入感的学习资源开始日益增加。科学教材的设计应结合多种技术手段强化对学习者的支持作用。教育者应努力整合校内外多样态的学习资源。科学教材设计既要突出科学概念，也应包含实践性、操作性的作业和练习，引导学生掌握各种科学研究方法，熟悉新的科技手段，理解和掌握新兴科学技术。
3.怡情：科学教材的价值需求。怡情是指科学教材的价值实现和升华。科学学习本质上是以促进生命成长为目的的活动，具有鲜明的价值属性。科学教材的情感化设计也是生命化设计，应帮助学生形成对自然和宇宙生命的敬畏。科学教育无论对整个人类社会还是学生生命个体，都蕴含着强烈的人文情怀。科学教材应从凝固的知识体系中解放出来，超越静态和缄默的存在，成为师生，尤其是学生认识生活世界与科学世界的情感桥梁。
怡情指向学生的生命体验和深度学习，谋求对科学的深度理解。深度学习是以生命的完整统一性为前提、有内在价值的学习。数智化时代的学习体验表现在技术创设的虚实结合的学习环境中、学习资源的便捷获取中、学习服务的个性化定制中，学生在学习教材的过程中能够获得充足的参与感。科学教材应营造人性化的学习情境，照顾学习者在学习过程中的情感体验，使学习活动超越浅层记忆走向深度理解。
（据《中小学科学教育》2025年第3期，有删改）
