中美兩國兩版高中生物學(xué)教材“科學(xué)圖示”比較

馬燕+沈浩寧

摘 要 美國高中教材《Biology》（Prentice Hall）和中國人教版高中《生物》必修教材都有大量展示科學(xué)概念和科學(xué)事實(shí)的科學(xué)圖示。比較了這兩種教材中科學(xué)圖示的內(nèi)容主題、種類和圖示描述，并結(jié)合比較結(jié)果對中學(xué)生物教學(xué)提出意見。

關(guān)鍵詞 教材比較 科學(xué)圖示 人教版

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

科學(xué)圖示將科學(xué)知識（包括科學(xué)概念、科學(xué)現(xiàn)象及科學(xué)原理）通過各種圖示（包括實(shí)物圖、表格、示意圖、概念圖、流程圖、網(wǎng)絡(luò)圖等）巧妙、精簡地表現(xiàn)出來。形象直觀的科學(xué)圖示能激發(fā)學(xué)生的想象，使枯燥的理論知識變得生動(dòng)，在生物教學(xué)中涉及到自然界形形色色的生物，因此科學(xué)圖示的使用尤為重要。

2002年，霍爾版Prentice Hall出版發(fā)行了高中理科教材《Biology》。2004年，我國人教版普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材《生物》（必修1、2、3和選修1、2、3）出版，2007年出版了修訂版教材。這兩本教材中都插入了大量的科學(xué)圖示，本文將對該兩種教材（以下簡稱“霍爾版教材”和“人教版教材”）中的科學(xué)圖示進(jìn)行比較，并結(jié)合比較結(jié)果對中學(xué)生物教學(xué)提出意見。

1 科學(xué)圖示的內(nèi)容主題

霍爾版教材和人教版教材中科學(xué)圖示的內(nèi)容主題都包括以下5個(gè)方面。

1.1 新知識的引入

人教版教材和霍爾版教材都呈現(xiàn)出了從大到小逐級展開的結(jié)構(gòu)模式：

霍爾版教材結(jié)構(gòu)是“章”、“單元”和“節(jié)”；人教版教材以主題為單位分類，每冊教材中展現(xiàn)出圍繞主題的“章”和“節(jié)”結(jié)構(gòu)模式。

兩本教材中每單元、每章、每節(jié)的開篇都以大篇幅的插圖配套簡介的文字或問題來引入新章節(jié)的學(xué)習(xí)。

如霍爾版教材“生命的本質(zhì)”單元的開頭，配以色彩斑斕的海洋生物照片，并配上了“從幾內(nèi)亞的海岸綿延出來的大海是許多種生物的家園。小鱸魚優(yōu)雅的穿梭在礁石和珊瑚中……”這樣令人驚嘆的美景和細(xì)致的描寫有利于喚起學(xué)生對自然美的向往及對學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣。

人教版教材中通常以問題探討開始新一節(jié)的學(xué)習(xí)，如必修一中“細(xì)胞膜—系統(tǒng)的邊界”這一節(jié)開頭插入了一張光鏡下未經(jīng)染色的動(dòng)物細(xì)胞，并提出了如何區(qū)分顯微鏡視野中的氣泡和細(xì)胞，光學(xué)顯微鏡下能看見細(xì)胞膜嗎？通過問題的設(shè)置導(dǎo)入新內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

1.2 概念解釋

解釋概念的科學(xué)圖示在兩本教材中占比重都比較多。對一些比較抽象的概念，教材在編排時(shí)都會(huì)結(jié)合科學(xué)圖示進(jìn)行講解。

如霍爾版教材中講解伴性遺傳時(shí)，通過展示紅綠色盲癥患者的遺傳圖解解釋了為什么男性更容易患位于基因X性染色體上的遺傳病的原因。人教版教材在講解氨基酸分子相互結(jié)合的方式時(shí)，插入了一張氨基酸脫水縮合的示意圖，更加形象的闡明了一些抽象的知識。

1.3 “實(shí)驗(yàn)”欄目

實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)不可缺少的一部分。在霍爾版教材中實(shí)驗(yàn)分為迷你實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和探究活動(dòng)三個(gè)部分。每個(gè)實(shí)驗(yàn)都會(huì)配有相應(yīng)的圖示、表格、模型或各種示意圖等等。激發(fā)了學(xué)生科學(xué)探究的靈感，幫助規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)探究技能以及解決問題的能力。

人教版教材中實(shí)驗(yàn)部分包括迷你實(shí)驗(yàn)，探究活動(dòng)兩個(gè)部分。但是每個(gè)實(shí)驗(yàn)配的圖示較少，多以呈現(xiàn)結(jié)果的形式出現(xiàn)以引發(fā)思考，實(shí)驗(yàn)過程和注意點(diǎn)主要以語言直接陳述，在人教版教材中“實(shí)驗(yàn)”欄目主要服務(wù)于知識點(diǎn)的掌握。

1.4 STS欄目

霍爾版教材中有“Issues In Biology”欄目，介紹了一些生物學(xué)中和生活、社會(huì)緊密管理的話題。另外還設(shè)置了“Technology & Society”欄目介紹了生物學(xué)技術(shù)在生活中的應(yīng)用。人教版版教材中同樣設(shè)置了“生物與社會(huì)的聯(lián)系”“生物與生活的聯(lián)系”和“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”欄目。每個(gè)欄目中有很多主題，并且依據(jù)主題搭配相應(yīng)的圖示。STS欄目包含大量的科學(xué)技術(shù)內(nèi)容，一些學(xué)生熟悉的語言結(jié)合大量簡單的圖片可以使復(fù)雜的問題簡單化。同時(shí)大量的圖片也能激發(fā)學(xué)生對于科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的思考。

如人教版教材在《必修2·遺傳與進(jìn)化》中第三章的“科學(xué)·技術(shù)·社會(huì)”欄目中介紹了DNA指紋技術(shù)，通過插入一張DNA指紋圖在刑事案件中的應(yīng)用結(jié)果，讓學(xué)生對這種技術(shù)有了很直接的了解。

1.5 “與生物學(xué)相關(guān)的職業(yè)”欄目

霍爾版教材共列了10個(gè)與生物學(xué)相關(guān)的職業(yè)，在欄目的右上角都配有工作場景或工作人員的工作照。人教版教材共列了7個(gè)與生物學(xué)相關(guān)的職業(yè)，同樣都配有工作場景或工作人員的工作照。兩本教材中照片環(huán)境都比較優(yōu)美，工作人員衣著端莊、氣質(zhì)優(yōu)雅，也注意男女比例的平衡，對學(xué)生的未來起到比較好的引導(dǎo)作用。但人教版教材中涉及到的職業(yè)能力需求相對都比較高，學(xué)歷層次比較高。建議可以豐富職業(yè)層次，面向全體學(xué)生。

除了以上5個(gè)共同的內(nèi)容主題，霍爾版教材在“生物學(xué)和歷史”欄目中采用時(shí)間軸圖示表示歷史進(jìn)程，并在其上方標(biāo)注了和章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的生物學(xué)發(fā)展史中有重大轉(zhuǎn)折意義的事件及發(fā)生時(shí)間。在人教版教材中則沒有這種時(shí)間軸圖示。

最后，霍爾版教材在每一章節(jié)的“復(fù)習(xí)指南”欄目都采用了概念圖的復(fù)習(xí)方式。該欄目由三個(gè)部分組成：首先是復(fù)習(xí)每一節(jié)的關(guān)鍵詞；然后是對每一節(jié)的詞匯總結(jié)；最后是概念圖的填寫，通過完成一個(gè)精煉的圖示，不僅可以對章節(jié)內(nèi)容進(jìn)行一個(gè)小結(jié)，也可以開闊人的思維，激發(fā)人的思考和想象。

在人教版教材中，部分章節(jié)的課后練習(xí)中會(huì)需要填寫概念圖，但是占比較小并且較容易被忽略。

2 科學(xué)圖示的簡介

簡介是科學(xué)圖示很重要的一部分，精練的簡介可以增強(qiáng)教材的可讀性并有利于滲透教育思想。兩版教材中科學(xué)圖示簡介區(qū)別較大。

霍爾版教材的圖示簡介會(huì)配上一段介紹或者是講述照片背后的小故事，不僅可以幫助學(xué)生理解教材內(nèi)容，也能夠形象地傳達(dá)編者的各種教育思想，如環(huán)境教育、STS等理念，增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)意識和社會(huì)責(zé)任。在“日常生活中的生物”這一節(jié)，霍爾版教材配了一副接受治療的寵物狗的照片，并附上“生物學(xué)領(lǐng)域獲得的進(jìn)步不僅意味著你和你家人的健康得到了保障，你的寵物也是。那么你還能舉出生物學(xué)在健康管理領(lǐng)域有哪些貢獻(xiàn)呢？”通過這樣的簡介，學(xué)生能夠意識到生物學(xué)應(yīng)用的廣泛并且關(guān)注生物學(xué)與生物的關(guān)系，加深了學(xué)生對科學(xué)知識的理解，也開闊了眼界和思維，滿足了學(xué)生多樣化的發(fā)展要求。

而人教版教材的科學(xué)圖示簡介僅是一個(gè)標(biāo)題，缺少對圖示背景的介紹和挖掘，只是配合知識點(diǎn)的教學(xué)，比較難表達(dá)編者的一些教育思想。

3 科學(xué)圖示的種類

通過初步統(tǒng)計(jì)，中美教材中科學(xué)圖示的種類和數(shù)量差別較大。

霍爾版教材含有豐富多樣的圖示。圖形、表格、示意圖、實(shí)物圖、概念圖、流程圖、網(wǎng)絡(luò)圖等各種形式的圖示無處不在，同時(shí)圖示中涉及的生物種類也十分豐富。例如在“生物的特征”一節(jié)，就例舉了甲殼蟲、貓、水螅、蝴蝶、變色龍和知更鳥的例子和圖示來講解生物的特征。各種精美的圖示和科學(xué)的講解從不同角度輔助教學(xué)并且能夠使學(xué)生領(lǐng)略到物種的多樣性和普遍性，在不知不覺中熏陶了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

而在人教版教材中科學(xué)圖示的種類和數(shù)量較少。針對一個(gè)知識點(diǎn)，通常只會(huì)配一幅圖，多以圖形、示意圖、概念圖和實(shí)物圖為主。整套教材主要以語言敘述為主，因此趣味性和可讀性會(huì)稍遜于霍爾版教材。

4 對中學(xué)生物教學(xué)的啟示

深刻、細(xì)膩、富有創(chuàng)意的科學(xué)圖示有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解知識。霍爾版和人教版兩版高中生物學(xué)教材中科學(xué)圖示的差異，對一線教師在生物學(xué)教學(xué)中科學(xué)合理地使用科學(xué)圖示有積極的啟示作用。

（1） 使用鮮亮的科學(xué)圖示。

教學(xué)中使用色彩鮮亮真實(shí)、生活化的科學(xué)圖示，緊密聯(lián)系教材內(nèi)容，有利于學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)。

（2） 使用聯(lián)系時(shí)代背景，體現(xiàn)社會(huì)特色的科學(xué)圖示。

霍爾版教材內(nèi)容主題選用的科學(xué)圖示案例大多以自然景觀、風(fēng)土人情、歷史事實(shí)和社會(huì)背景為題材，同時(shí)也緊跟時(shí)代變化，將生物學(xué)的學(xué)科知識與國際上最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)聯(lián)系起來，加深學(xué)生對知識的深化，促進(jìn)了學(xué)生對科技發(fā)展對生物學(xué)發(fā)展作用的理解，拓寬了學(xué)生的國際視野。因此在生物學(xué)教學(xué)中，教師可以輔助以符合當(dāng)代時(shí)代背景、聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際、體現(xiàn)我國特色的科學(xué)圖示，增強(qiáng)學(xué)生對自己國家和最新時(shí)事的了解，同時(shí)促進(jìn)學(xué)生的主動(dòng)學(xué)習(xí)。

（3） 結(jié)合教學(xué)內(nèi)容選擇科學(xué)圖示種類。

不同種類的科學(xué)圖示有不同的作用，如實(shí)物圖有利于學(xué)生了解研究對象的真實(shí)形狀，流程圖可以直觀展示實(shí)驗(yàn)步驟，網(wǎng)絡(luò)圖有助于學(xué)生了解研究對象之間的關(guān)系。因此，在教學(xué)中，如果教師結(jié)合教材知識，選擇合適的科學(xué)圖示進(jìn)行教學(xué)，則會(huì)有事半功倍的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁杰，李高峰.美國高中教材《生物·生命的動(dòng)力》的科學(xué)圖示[J].生物學(xué)教學(xué)，2011，36（11）：15-18.

[2] Kenneth R. miller. Joseph S. Levine.Biology. America： Prentice Hall，2008.

[3] 朱正威，趙占良主編.生物1·分子與細(xì)胞[M].北京：人民教育出版社，2007.

[4] 朱正威，趙占良主編.生物2·遺傳與進(jìn)化[M].北京：人民教育出版社，2007.