馬騰禹 杜亞利 高 超
(延安市新區(qū)高級中學(xué) 陜西延安 716000)
人教版生物學(xué)高中教材的每一章開篇,即章首頁,都有一個由本章標題、題圖、引言和配詩4個部分構(gòu)成的首頁。章首頁圖文混排、圖文呼應(yīng),獨占一頁,起到了創(chuàng)設(shè)本章起始情境的作用。章首頁是一章的邏輯起點和對本章內(nèi)容的概括,引言具有聯(lián)系學(xué)生已有的生活經(jīng)驗和知識儲備、聯(lián)通學(xué)生已知和未知、提出本章將要學(xué)習(xí)的重點、概括本章生物學(xué)觀點和大概念、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本章內(nèi)容的欲求、挑明本章學(xué)習(xí)思路的功能;題圖除了有亮明本章主題的用途外,還有激發(fā)學(xué)生的探索欲望、愉悅閱讀心情、增強閱讀體驗感的功能;章首頁的配詩或名言或警句,則起到了解讀題圖的含義、暗示了引言主旨、強調(diào)了學(xué)習(xí)重點、提高了審美旨趣的功能。
鑒于章首頁的諸多功能和教學(xué)中很多教師沒有引起足夠重視的實際情況,筆者以2019年出版的人教版高中生物學(xué)《必修2·遺傳與進化》(簡稱新教材)、2004年出版的高中生物《必修2·遺傳與進化》(簡稱舊教材)為例,詳細對比章首頁,幫助教師在備課時領(lǐng)悟思考其意圖,充分發(fā)揮章首頁的價值。
該章首頁引言字數(shù)增多,設(shè)置了由4個問題組成的問題串:①基因為什么曾叫“遺傳因子”?②這背后有什么故事嗎?③遺傳因子看不見摸不著,科學(xué)家是如何發(fā)現(xiàn)它的呢?④它在親子代間的傳遞有什么規(guī)律呢?
在古舊的淡黃底色下,孟德爾數(shù)學(xué)計算演算手稿和孟德爾頭像的圖片,彰顯了畫面的歷史凝重感,很容易帶領(lǐng)學(xué)生穿越到150年前的情境中。右下角的小詩由黑體變?yōu)榭w,點明了本章的主要內(nèi)容(孟德爾通過豌豆雜交實驗發(fā)現(xiàn)遺傳規(guī)律的科學(xué)方法、科學(xué)態(tài)度和探索精神),提示學(xué)生以孟德爾豌豆雜交實驗這一事實為起點,循著科學(xué)家探索的足跡一步步地探尋遺傳的奧秘。第一章的章首頁在繼承原有風(fēng)格和意境的基礎(chǔ)上,以問題串的形式驅(qū)動學(xué)生將遺傳因子與學(xué)生已知的“基因”這一名詞建立鏈接,激發(fā)學(xué)生興趣,抓住學(xué)生探求遺傳因子背后故事的心理,引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考基因被發(fā)現(xiàn)的過程以及在親子代之間傳遞的規(guī)律。
題圖的配詩謳歌了基因?qū)W說的創(chuàng)始人、現(xiàn)代遺傳學(xué)之父摩爾根。對基因和染色體之間的關(guān)系,現(xiàn)在人們都清楚基因就定位在染色體上,但在19世紀末20世紀初,這項研究難倒了一大片科學(xué)家。這段關(guān)于摩爾根的研究歷史讓人驚嘆,果蠅成就了摩爾根。好的科學(xué)家會承認錯誤,改變自己的觀點,實際上,這也是科學(xué)作為人類活動的一種力量體現(xiàn)。在教學(xué)中,教師要利用章首頁所提供的信息,結(jié)合科學(xué)史材料,培養(yǎng)學(xué)生勇于質(zhì)疑的批判性思維、勤于求證的科學(xué)態(tài)度。
章首頁由引言、人體細胞染色體顯微照片和一首小詩構(gòu)成。引言第一段提出的3個問題也是學(xué)生在學(xué)完了第一章后會出現(xiàn)的疑問。教材在此處顯示這些問題,既遵循學(xué)生的認知規(guī)律,也起到承上啟下的作用,同時還引出了學(xué)生感興趣的、想要進一步探究的問題。第二段則概括了本章的主要內(nèi)容,既簡單解釋了解決上述問題的研究歷程,也回答了“怎樣研究”的問題。對細胞分裂的深入研究和觀察是研究的起始,但觀察什么呢?章題圖的人體細胞染色體顯微照片透露出一些信息:圖中展現(xiàn)了人體細胞完整的46條染色體。細心的學(xué)生還會發(fā)現(xiàn),依據(jù)形態(tài)和大小可將這些染色體配成23對,這表明要觀察細胞分裂中染色體數(shù)目和形為的變化。本章第一節(jié)“減數(shù)分裂和受精作用”就是沿著這個思路展開的。章首頁的小詩除了給予學(xué)生美的熏陶,還揭示了科學(xué)探究的要點和艱辛的歷程:科學(xué)探究要提出問題,如“基因在哪里?”;要有科學(xué)方法,如“觀察和實驗”;要有探索求真的科學(xué)精神,如“懷疑、爭論”;要有嚴謹?shù)目茖W(xué)思維,如“推理”;要付出艱苦的努力,如“悠悠百年,尋尋覓覓”。章首頁恰到好處地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,概括了本章學(xué)習(xí)的內(nèi)容,提示了科學(xué)探究的要點。章首頁與本章內(nèi)容有機融合,是本章學(xué)習(xí)的起始。
該章首頁最大的變化有兩處:(1)右下角的配詩由原來的“基因是什么?DNA或蛋白質(zhì)?幾多實驗,幾多論爭。是誰將謎底揭破?”改為“揭秘基因的化學(xué)本質(zhì),解析DNA的優(yōu)美螺旋,驗證DNA的精巧復(fù)制,測讀ATGC的生命長卷。回響著不同觀點的爭論,傳頌著合作探究的典范!”。(2)DNA結(jié)構(gòu)模式圖是從右側(cè)的一個細胞開始的,逐步放大細胞核里的細節(jié),從染色體到核小體(由蛋白質(zhì)和DNA結(jié)合形成),再到DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)。
這樣的變化體現(xiàn)了本章的編寫思路是按照科學(xué)史的順序展開的(圖1),讓學(xué)生進一步體會“觀察現(xiàn)象—提出假說—實驗驗證”的科學(xué)思維,感受科學(xué)家富于想象、大膽假設(shè)的創(chuàng)新思維和嚴謹務(wù)實的求知態(tài)度。

圖1 對基因的本質(zhì)探索的科學(xué)史順序
該章首頁的變化有兩處:(1)引言中用蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因轉(zhuǎn)入普通棉花,培育出的棉花植株會產(chǎn)生Bt抗蟲蛋白。為什么轉(zhuǎn)入的是基因,得到的卻是蛋白質(zhì)?(2)增加了3個設(shè)問:①為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達呢?②基因的表達過程是怎樣的?③各種生物的基因表達過程有什么共同點呢?
章引言以轉(zhuǎn)入蘇云金桿菌抗蟲蛋白基因的轉(zhuǎn)基因棉創(chuàng)設(shè)情境,引出了基因的表達的概念,呼應(yīng)了本章標題。3個設(shè)問中“基因的表達過程是怎樣的?”指向本章的重要概念;“為什么一種生物的基因能在另一種生物中表達呢?”和“各種生物的基因表達過程有什么共同點呢?”則指向了生物進化觀。由此可見,章引言圍繞著重要概念和學(xué)科核心素養(yǎng)中的生命觀念創(chuàng)設(shè)情境,層層遞進的問題設(shè)計也充分考慮了學(xué)生的學(xué)習(xí)心理。
本章的章首頁的引言、題圖、配詩都有很多的變化。引言中通過對普通虎和白虎體色的描述和對白虎形成原因的介紹,配上章題圖中普通虎和白虎體色的對比照片,拋出問題串:①什么是基因突變?②基因突變是怎樣發(fā)生的?③基因突變對生物的生存是有利的還是有害的?④除基因突變外,染色體的數(shù)目和結(jié)構(gòu)會不會發(fā)生改變呢?⑤人類的遺傳病是怎樣產(chǎn)生的?又該怎樣檢測和預(yù)防呢?配詩中提到的“分子機制”是什么?與人類健康有什么關(guān)系?這些問題都給學(xué)生留下來懸念。在整個單元的學(xué)習(xí)完成之后,教師可以再讓學(xué)生重新讀一下此詩,使學(xué)生對本章內(nèi)容的有更深刻的理解,同時培育“結(jié)構(gòu)與功能觀”這一生命觀念。
引言中問題串的設(shè)置合乎認知邏輯,并直指本章的重要概念。基于學(xué)生前概念的提問,章首頁有效地將學(xué)生的思考引向了深入,也將變異從分子水平拓展到細胞水平;還引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系社會,聯(lián)系生活和健康。章首頁的小詩層層遞進地從遺傳、進化和健康3個方面闡述了學(xué)習(xí)和理解基因突變和染色體變異的重要意義。
新教材刪掉了舊教材的第六章,并將第七章前移。引言從達爾文提出生物進化論開始,指出這一轟動世界的理論并未解決關(guān)于生物進化的所有問題,接著從19世紀達爾文的困境一下跨越到21世紀中國科學(xué)家研究蘭花進化的創(chuàng)新發(fā)現(xiàn),從基因水平解開蘭花進化之謎,適時提出問題:生物的多樣性和適應(yīng)性是怎樣形成的?這與基因的變化有關(guān)嗎?與環(huán)境又有怎樣的關(guān)系?
在介紹了達爾文的進化論之后,學(xué)生可能會對蘭花多種多樣的適應(yīng)性結(jié)構(gòu)既驚嘆好奇又困惑不解。本章的章首頁指出在達爾文之后這個問題成為百年難解之謎,造成學(xué)生的驚奇感和困頓感,以此烘托探幽入微的氛圍;介紹我國科學(xué)家如何從基因水平解開蘭花進化之謎,從而進一步激發(fā)學(xué)生的好奇心,也自然而然地反映我國科技新成就,提升學(xué)生對國家和民族的自豪感。引言第三段在上述情境基礎(chǔ)上,提出了本章要研究的中心問題,并且指出關(guān)于生物進化的解釋一直不乏各種理論的爭論,正是在各種理論的論爭中,進化理論本身也在“進化”,以此來提升學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的認識。
由以上的分析可以看出,新教材各章章首頁都是圍繞該模塊的主線和各章特點精心設(shè)計的。教師不能孤立地看待教科書的章首頁,而應(yīng)將其置于模塊整體之中,作為模塊的有機組成部分來分析。在教學(xué)中,教師應(yīng)充分利用好章首頁的教學(xué)功能,以課程標準為導(dǎo)向,幫助學(xué)生對本章內(nèi)容有大致了解的同時,也可以利用章首頁建構(gòu)核心概念及知識體系,提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),充分發(fā)揮其教學(xué)、育人等潛在的價值與功能。