中英高中生物學教材“探究插枝生根的影響因素”實驗的比較與啟示

應曉屹

摘要 以浙科版高中生物學教材和英國Pearson Education Limited出版的IB課程高中生物學教材的“探究插枝生根的影響因素”實驗為例，從實驗目的、實驗材料、實驗步驟、實驗討論這4個方面展開比較分析，以期為高中生物實驗教學提供參考。

關鍵詞 高中生物學教材 探究插枝生根的影響因素 比較

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

《普通高中生物學課程標準（2017版）》強調實驗教學是生物學課程的特點，也是生物學教學的基本形式之一。課程內容中的教學活動有一部分就是實驗教學，它是促成學生達到生物學科核心素養的重要支撐。

浙科版高中生物教科書《必修3.穩態與環境》（以下簡稱浙科版）的第一章第一節，英國Pearson Educa-tion Limited出版的IB課程高中生物學教材《PearsonBaccalaureate Standard Level Biology》（ 2014年第2版，以下簡稱英版教材）第三章第五節，均設置了“探究插枝生根的影響因素”這一實驗，其中均包括了控制自變量、收集和處理測量數據以及依據數據繪制曲線圖等活動。這些活動是培養學生掌握科學探究方法的重要環節。

下面以兩種教材的“探究插枝生根的影響因素”實驗為例，從實驗目的、實驗材料、實驗步驟、實驗討論4個方面展開比較分析，以期為高中生物實驗教學提供參考。

1 實驗內容的比較

1.1 實驗目的的比較

浙科版的實驗目的是“探究2，4-D對插枝生根的作用”，教材中沒有給出具體的2，4-D濃度，需要自行設計。實際教學過程中，不同的小組使用不同的濃度范圍，全班呈現濃度梯次變化，最后尋找出促進插枝生根的最適濃度。

英版教材的實驗目的是“探究插枝生根的影響因素”，提示學生需要考慮的影響因素有：激素的種類（如赤霉素、生長素或乙烯）、非生物因素（如光照、溫度和水分）、培養插枝的基質種類（如土壤、沙子、瓊脂或水）、插枝上有無葉等。由于影響因素較多，學生會被分成幾個小組，每個小組負責探究一種影響因素，合作完成本實驗。

可見，兩種教材的研究目的基本一致，浙科版的研究有深度，英版教材有廣度，各有側重。這兩種教材都要求學生以小組合作的形式，需要全班學生共同努力得到研究結果，既充分體現了探究性，又體現了合作學習的優越性。

1.2 實驗材料的比較

浙科版的實驗材料有：2，4-D、盆栽植物、500 mL的燒杯3只。英版教材的實驗材料有：植物、切割工具、培養基質、植物激素、培養容器。英版教材提供的實驗材料更多樣，但兩種教材都用到了激素、植物和培養容器，并且都沒有指出選用哪種植物，需要學生搜集資料，自行確定。

針對如何選擇植物，英版教材作出了如下建議：

①選擇的植物最好是本地植物，并且是當季的。

②選擇的植物容易在液體或固體基質中生根，如鳳仙花、秋海棠、德紫羅蘭或非洲紫羅蘭。

③道德和法律方面的考慮：在某些情況下，以這種方式克隆植物都是違法的。在園藝中心或苗圃購買的植物通常是園藝師多年培育的心血，盡管我們的目的是教育不是利潤，但在確定植物種類前，最好考慮知識產權的問題。

通過實驗材料的比較發現：兩種教材都重視讓學生搜集資料，以確定合適的實驗植物。但英版教材給了明確的方向，讓學生在收集資料時有更強的目的性，并且由于國情不同，英版教材提示學生要注意道德和法律方面的問題，有利于學生社會責任意識的養成。

1.3 實驗步驟的比較

兩種教材的實驗步驟在呈現方式上存在明顯差異（表1）。

浙科版有詳細的實驗步驟，學生按照實驗步驟實施實驗。英版教材通過設計幾個探究性問題，引導學生自行設計，對學生的實驗設計能力提出了更高的要求。在數據記錄和分析方面，兩種教材都要求學生用表格記錄數據，并繪制生長曲線圖。不同的是，英版教材要求學生自行繪制表格。

1.4 實驗討論的比較

浙科版的討論環節設置了5個問題：

①為什么要用兩種濃度的2，4-D溶液？

②3號燒杯的作用是什么？

③將2號燒杯與3號燒杯進行對比，可以得出什么結論？

④將l號燒杯與2號燒杯進行對比，可以得出什么結論？

⑤設計一個實驗，研究赤霉素對扦插枝條生根是否有作用，與2，4-D的作用有什么不同。

英版教材沒有設置討論環節。

浙科版實驗的討論環節設置的問題環環相扣，先引導學生認識對照的意義，再通過2次對比分析，得出實驗結論，明確通過對比得出的實驗結論更具說服力，最后創設新的問題情境，鼓勵學生應用所學知識設計后續實驗，以延續自己的進一步探究。

2 啟示

2.1 注重培養科學探究能力

培養學生生物學學科核心素養是生物課程的價值追求，以探究為特點的教學會直接影響核心素養中“科學探究”的落實。因此，在實驗教學中，教師應該提供更多的機會讓學生開展有目的的探究活動。

如對教材實驗內容進行適度的拓展。浙科版的實驗中除了探究不同濃度的2，4-D對插枝生根的作用，還可以讓不同的小組選取不同的植物進行實驗，經過分析，可以更加全面地了解2，4-D對植物的生理作用特點。鼓勵學生在收集資料的基礎上，以小組合作的形式自行進行探究實驗方案的設計，并且認真畫好插枝生根狀況的曲線圖，有利于鍛煉學生的圖文轉換能力。實驗結束后，教師可以組織學生在全班匯報自己的設計意圖，進行結果展示，鼓勵學生做出盡可能合理的分析和解釋。

如基于教材實驗，設計并實施課后探究。浙科版在討論環節要求學生設計一個實驗，研究赤霉素對扦插枝條生根是否有作用，與2，4-D的作用有什么不同。該繼續探究要求學生運用在本實驗中學到的實驗設計相關知識，來解決新的生物學問題，并對課內外的實驗結果進行比較。這一設置既有利于概念的深化，也為學生進一步開展科學探究提供了線索。

2.2 注重學科間的聯系

實驗教學中應加強學科間的橫向聯系，有利于學生理解科學的本質、科學的思想方法，從而發展學生的生物學學科核心素養。

如運用數學方法分析生物學實驗結果。兩種教材在處理實驗數據時，都要求學生用表格來記錄實驗數據，并繪制曲線圖來表現插枝的生長情況。不同的是，英版教材沒有提供現成的表格，而是通過讓學生思考“表格的標題是什么，共需要幾行幾列”等問題自行繪制。學生在繪制表格過程中會經歷思考問題、畫表格、討論交流、糾正錯誤、完成繪制，這一表格模型的建立過程有利于發展學生的科學思維。

2.3 注重養成社會責任意識

在實驗教學中，教師引導學生結合本地資源開展科學實踐，引導學生關注和參加與生物學相關的社會議題的討論和理性解釋，是養成學生社會責任意識的重要途徑。例如，引導學生結合本地資源開展科學實踐。兩種教材都沒有明確實驗對象是哪種植物的插枝，因此學生需要通過圖書、網絡等了解更多信息，選定適用的植物種類后再開展研究。搜集信息時，學生會了解到當前與插枝生根有關的研究狀況、如何獲取插枝、不同種類的插枝生根難易程度、學校周邊及當季的常見植物等，這些信息的獲取有利于學生更準確地根據學校地理位置及所處季節選用合適的插枝進行實驗，提高實驗的有效性。英版教材在選擇植物種類時，還特別根調了道德和法律方面的考慮，讓學生要注意知識產權的問題、要有生態意識等，在考慮這些問題的同時，自然而然地增強了學生的社會責任感，這一點是值得借鑒的。

參考文獻：

[l]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準[S].北京：人民教育出版社，2018： 59.

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[3] Alan D， Randv M， Patricia T，et al..Pearson BaccalaureateStandard Level Biology[M ].Edinhurgh：Pearson Education Limit-ed， 2014： 175.