德國《中學生物學》教材中數據圖蘊含的教育意義

喬新虹 陳金香 竇玉敏

(華東師范大學教師教育學院 上海 200062)(上海大學附屬中學實驗學校 200442)(云南省昆明學院生命科學與技術系 650214)

德國恩斯特·克萊特(Ernst Klett)出版社所出版的初中生物學教材《中學生物學》，是德國梅克倫堡·前波美拉尼亞，薩克森·安哈爾特和圖林根州所使用的教材修訂版，適用于德國文理中學7～10年級學生使用，其7～10學年相當于我國的初中階段，文理中學相當于我國的重點中學。教材中有著數量、種類極其豐富的圖表。采用圖形、表格和數據等方式來加以說明，形式直觀，易于學生快速地獲取知識。學生通過閱讀、思考和分析圖中所包含的各種數據和信息，可以發展抽象思維能力。同時，在數據圖中也包含著許多對中學生有用的現實教育因素，利用好這些因素可以讓德育教育達到事半功倍的效果。本文對德國《中學生物學》教材中的數據圖進行案例分析，揭示其后蘊含的現實教育意義，以期為國內生物學教材的編寫和教學提供借鑒。

1 餅形圖

每日所需能量的膳食分布在圖1中顯示[1]，早餐占25%，午餐占30%，晚餐占25%，早中餐之間的上午茶占10%，中晚餐之間的下午茶占10%。通過餅圖，能很清晰地看到學生每天所需的能量分布，并能據此來調整學生的每日膳食。

圖1 學生每日所需能量的膳食分布

在初中學生中，有的學生可能因為時間原因或者為了省事，早餐不吃或簡單應付；有的學生嫌學校的午餐的口味差而不吃；有的學生可能因為減肥而不吃晚餐；也有的學生可能會吃大量的零食等，這些都會造成一天的能量供給不足的問題。該圖可讓學生知道不吃三餐中的任何一餐都會造成能量供應不足，不吃早餐或晚餐會損失一天中約25%的能量，而不吃午餐則會損失30%的能量，而餐間點心只能提供最多10%的能量，為了保證每天正常和高效率地學習，需要按圖進行能量分配。

2 曲線圖

一天中睡眠的不同狀態圖[1](圖2)，橫坐標表示時間；縱坐標表示工作效率。每天從早上5～6點開始人的工作積極性開始上升，在9～10點左右達到高峰，其后慢慢下降，在14點左右達到低谷，之后又上升，在17點達到一個小高峰。但是，明顯低于上午的高峰，之后緩慢、波動地下降，在22點以后迅速降低，23～24點左右達到一天中的最低谷；大約在23點左右進入睡眠階段，由淺睡眠和深睡眠交替波動。這時人的工作積極性降低，在深睡眠時人的工作效率要低于淺睡眠。

圖2 一天中睡眠的不同狀態

該圖提供了一天的工作時間表，根據圖中描述，順應人體的變化，可以在早晨6點左右起床，七八點左右開始工作，這樣就可以在第一個大波峰時高效率地工作，而到了13～14點左右的波谷時，可以稍稍休息一下，在15～18點之間工作，而到了22點以后就要準備就寢，在24點達到第一個深睡眠。學生看圖后自然就明白：白天什么時間能高效率地學習？為什么晚上不能熬夜學習？早上不能睡懶覺的原因。

3 折線圖

“吸煙的相對死亡率和每年死亡人數與年齡的關系圖”里面包含兩個折線圖[1](圖3)，左折線圖表示相對死亡率與年齡的關系，右折線圖表示每年死亡人數與年齡的關系。從左圖上可以看出，不吸煙的人在各個年齡段的死亡率，遠低于吸煙者，而吸煙者無論是重度吸煙者還是輕度吸煙者，在50歲左右死亡率會達到一個高峰，但輕度吸煙者在60歲后死亡率趨于穩定，與此同時隨著年齡的增加，重度吸煙者的死亡率在不斷降低，到75歲以后甚至低于輕度吸煙者。右圖表明隨著年齡的增長，無論是否吸煙，每年的死亡人數都在不斷上升，但不吸煙者的死亡人數最少，在25歲以后開始吸煙者次之，排第三位的是在15～24歲開始吸煙的人，而在15歲之前開始吸煙者的死亡人數最多。該圖對于初中學生而言有極其重要的教育意義，它告訴學生盡量不要吸煙，尤其不要在15歲之前開始吸煙！

圖3 吸煙的相對死亡率和每年死亡人數與年齡的關系

初中學生已經具有對圖表的分析能力，特別是對于一些抽象思維發展的學生來說，給出一些較復雜的圖表，更能幫助他們提高對圖表中蘊含的抽象知識的理解、分析和判斷能力。直觀的數據比空洞的說教更有說服力，如果只是告訴學生吸煙的危害，吸煙會導致各種疾病這樣效果不佳。如果通過一個折線圖，用數據來說話，讓學生能直接地看到吸煙與不吸煙的區別，什么年齡段開始吸煙危險更大的區別，那學生就更可能進行理智的判斷。

4 柱形圖

圖4來自“調節——簡單的學習形式”這一主題。學習是對新的環境條件的個性化適應，它導致了在特殊狀況下，特定的行為方式出現的可能性會發生改變。例如，單獨給狗以鈴聲刺激，狗不會產生唾液，但是用鈴聲加飼料的方式，狗會產生唾液，在這個例子中，鈴聲作為一種新的環境條件，并不會引起狗產生唾液這個特定的行為。但是，用鈴聲加飼料的方式會讓狗產生唾液，就能改變這個特定的行為方式出現的可能性。在這個柱狀圖中，橫坐標為鈴聲加上飼料的嘗試次數，縱坐標為根據鈴聲音調的唾液分泌量，即反應強度。從該圖可看出，嘗試次數越多，唾液的分泌量越大，通過反復嘗試，將無關刺激(鈴聲)與非條件反射(分泌唾液)建立聯系。

通過學習形成穩定的條件反射，這種調節就是一種簡單的學習形式。

圖4 學習階段的調節

學生也可以通過這種學習方式建立條件反射。例如，學生聽到上課鈴聲，會走進教室準備上課；聽到教師說上課，會全體起立等。知道這一點，就能理解為什么學生需要經過一定的訓練和練習，才能建立起規范和紀律。