高中生物學兩套拓展型教材對比分析

摘要：本文對比分析了吳舉宏主編的《普通高中拓展創新學程·生物學》與吳成軍主編的《高中生物學深度學習》的“光合作用”一節，從“教學欄目”“教材內容”等維度進行對比分析，芻議兩套教材的不同之處，并對兩套教材的適用對象進行初步探討。

關鍵詞：拓展型教材；對比分析；光合作用

文章編號：1003-7586（2024）03-0077-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》中明確提出，高中階段教育要推進培養模式多樣化，滿足不同潛質學生的發展需要，探索發現和培養創新人才的途徑。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》中提出了“滿足學生多元需求，突出課程基礎性和選擇性”這一要求。在新高考和新課程改革的背景下，需要教師建立“個別化”生物學教育體系，注重學生的個性化發展。

指向“核心素養”的情境化試題已成為高考命題的主流趨勢，教材內容的編制上雖有意設置相關拓展型欄目，但總體內容普適性較強，與基于“核心素養”的高考考查要求有著一定的距離。在日常教學過程中，教師需要來補充一些教材之外的生物學知識。目前，市面上主流的拓展型教材有兩個版本，一是由吳舉宏主編的《普通高中拓展創新學程·生物學》（以下簡稱《拓展創新學程》），二是由吳成軍主編的《高中生物學深度學習》。兩套教材雖都是對基礎教材的適度延伸，但從編排體系和知識內容上有著很大的不同，因此，分析出兩套教材的差異所在，才能更好地讓其服務于生物學課堂教學。

“光合作用”是“分子與細胞”模塊的重要內容，也是高考考查的核心內容之一。該部分內容在兩套拓展型教材中均有深入的講解，但經對比發現，兩套教材在內容編排上差異較大，故本節內容通過芻議兩套教材的異同點和互補性，以期為生物學教學提供一些新的拓展性思路。

1 教學欄目對比

《拓展創新學程》共設計九個主要欄目，分別是“學習要點”“問題導學”“科學探索”“問題探討”“實踐探究”“想一想”“知識鏈接”“科學視窗”“練習題”；《高中生物學深度學習》則設計了五個欄目，分別是“本節你將學習”“分析·討論”“微閱讀”“科學方法”“思考題”。

從共有欄目設置來看，兩套教材均在每節的開頭設置了目標導向，闡明本節內容的重難點，但在語言敘述上，《拓展創新學程》較為簡潔明了，而《高中生物學深度學習》則是對課節核心問題的提示。同時對于核心問題的“導入與討論”環節，《拓展創新學程》設置了三個相關的欄目，分別是“問題導學”“科學探索”和“問題探討”，而《高中生物學深度學習》則設置了“分析·討論”環節，兩套教材都善用“科學史”引導學生進入核心問題所涉及的情境，構建了以情境化驅動學生思考的模式，讓學生從材料中提取有效信息，從而完成討論部分的問題，這一模式與高考的考查契合度較高。在知識延伸板塊，《拓展創新學程》的“科學視窗”和《高中生物學深度學習》的“微閱讀”都是對本節內容的更高維度拓展。《拓展創新學程》的“知識鏈接”部分則是對理解本節內容相關基礎性知識的講解。在“課后作業”部分，《拓展創新學程》的“練習題”多以情境化、開放式的習題幫助學生鞏固所學知識，而《高中生物學深度學習》的“思考題”以選擇題和作答題為主，更貼近高考試題的題型設置。

兩套教材設置了一些不同的欄目。《拓展創新學程》增設了“實踐探究”和“想一想”兩個環節，“實踐探究”部分主要是與本節內容相關的科學實驗；“想一想”主要是對核心知識講解的過渡提示，通過一些引人深思的問題，提升學生的科學思維，使得學生能夠更加透徹地理解知識。《高中生物學深度學習》增設了“科學方法”一欄，主要對一些常見的科學實驗手段進行講解，開闊學生的視野。兩套教材欄目對比如表1所示。

2 教材內容對比

2.1 內容編排對比

《拓展創新學程》將“光合作用”歸屬于細胞的能量代謝一章，而《高中生物學深度學習》則將該內容單列一章。綜合分析發現，這兩套教材的共有內容是“光合作用的基本過程”和“光合作用的特殊類型”。《拓展創新學程》單獨講解了“光呼吸”和“人工光合系統與基因工程改造光合作用”，《高中生物學深度學習》對“捕獲光能的色素和結構”和“光合作用的影響因素”進行了分析。兩套教材中“光合作用”內容對比如表2所示

2.2 共有內容對比分析

2.2.1 光合作用的基本過程

在此部分內容中，兩套教材均針對光合作用的基本過程“光反應”和“暗反應”進行了知識拓展。在“光反應”部分，兩套教材都圍繞光反應的過程即“水的光解”“ATP的合成”和“NADPH的合成”進行了拓展，內容涉及“光系統的結構和功能”“電子傳遞的基本過程及作用”等。在“暗反應”部分，兩套教材均將基礎教材中的“C5”和“C3”具象化地表述為“1，5二磷酸核酮糖（RuBP）”和“3磷酸甘油酸”，避免了學生在深層次理解“卡爾文循環”時產生概念混淆，這些說法也更加貼合高等教材中的知識。《拓展創新學程》除上述內容外，對“光系統”的講解更為深入，還在“知識鏈接”部分，將“RuBP羧化酶”進行了介紹，為后續講解特殊類型的光合作用以及光呼吸的知識做了鋪墊。而《高中生物學深度學習》在本節在導入部分補充了“希爾實驗”等有關光合作用的經典實驗，幫助學生從情境出發，深入理解光合作用的過程。同時，《高中生物學深度學習》還針對“捕獲光能的色素和結構”開展了拓展，該部分內容與基礎教材重合性較高，但講解得更為深入細致，且從“色素的結構”出發，創設真實情境，分析“綠葉中色素的提取和分離”這一實驗的幾個要點，幫助學生完成從“認識結構”到“理解功能”的概念轉變。

2.2.2 特殊類型的光合作用

兩套教材均對近年來高考和模考的熱門背景“特殊類型的光合作用”開展了詳細的講解，該部分內容主要與“C4植物”和“CAM植物”相關。兩套教材在編排上都對基礎教材所提到的“C3植物”光合作用固定CO2的過程展開了更為詳盡的描述，并且都利用科學史導入“C4植物”相關內容。在插圖部分，兩套教材均體現了“C4植物葉片的結構”和“C4植物光合作用碳反應的過程”，從而幫助學生運用“結構與功能觀”的相關理念理解“C4植物”為什么能夠高效地利用CO2。在“CAM植物”部分，兩套教材均明確地解析了景天酸代謝途徑的過程及意義，并通過插圖幫助學生了解物質代謝循環的過程。《拓展創新學程》還增加了“草酰乙酸和蘋果酸對菠菜葉片和完整葉綠體光合作用的影響”這一實驗探究過程，激發學生自主探究的能力，進一步點明了物質循環與能量循環的關系。《高中生物學深度學習》通過創設“干旱條件下淀粉含量和液泡中蘋果酸含量的變化”這一情境，引導學生自主思考“CAM植物”CO2固定的途徑，培養學生的科學思維和科學探究能力。

2.2.3 光呼吸

兩套教材在編寫中均對“光呼吸”這一特殊的代謝現象進行了講解。《拓展創新學程》將此內容單列一節，詳細闡述了“光呼吸的途徑”與“光呼吸的生理功能”。在講解中，《拓展創新學程》從RuBP羧化酶的功能人手，結合示意圖開展了有關物質變化的詳細講解，直接點明了“O2是羧化反應的競爭性抑制劑，CO2是氧化反應的競爭性抑制劑”這一重要結論，同時介紹了基礎教材未曾涉及的細胞器——“過氧化物酶體”。該書還以問題探討的形式開展了對光呼吸的重要代謝途徑“乙醛酸氧化途徑”的探討，結合講解和圖解幫助學生進一步理解此代謝途徑中的物質與能量的變化。《拓展創新學程》還設計了一個辯證的問題：“在植物的長期進化歷程中，光呼吸為何仍然被保留？”這個問題會引發學生對光呼吸意義的初步探索，從而揭示出光呼吸這一代謝過程對植物的正常發育的作用。《高中生物學深度學習》并未詳細闡述光呼吸的過程，只是在“光合作用的特殊類型”這一節的“微閱讀”模塊言簡意賅地介紹了“光呼吸”的過程及其意義。

3 特有內容分析

除了上述的共有內容外，兩套教材各自還有一些特有的內容。《拓展創新學程》設置了“人工光合系統與基因工程改造光合作用”這一節。在該節內容中，教材首先介紹了目前關于“人工光合系統”和“人工淀粉合成”的研究進展以及基礎的技術路徑，重點強調了我國科學家對于這兩項技術的發展做出的貢獻。這在拓展學生視野的同時，增強了學生的民族自豪感和認同感。本節內容還介紹了利用基因工程技術改造植物，即將“C4植物”的相關基因克隆到“C3植物”中，以提高“C3植物”的產量。這一模塊的設置幫助正在學習必修階段的學生提前了解選擇性必修的相關知識，增強了前后知識的連貫程度，可以進一步提升學生對于生物學的學習興趣。

《高中生物學深度學習》設置了“光合作用的影響因素”這一節，其內容在各版本的基礎教材中均有所涉及，但講解不深。本書系統地對“光合速率”和“影響光合作用的環境因素”展開了敘述，并開展了兩個相關性的探究實踐活動，多維度多視角地對內容進行研究探討。本模塊內容對于學生利用所學知識指導生產實踐有著重要的意義，在講解該部分知識時，教師可以從“理論聯系實踐”的角度出發，幫助學生進一步積累相關經驗，從而更好地讓“生物學”知識走出課堂，服務社會發展。

4 結束語

綜合上述的對比分析，兩套教材對于“光合作用”模塊的拓展側重點有著一定的差異。《拓展創新學程》在知識講解上注重對高中知識的深度還原，對于相關代謝路徑描述得非常透徹清晰，在內容選取上更注重對學生視野的拓展，與基礎教材內容的重合度較低。故此套教材在使用時可能需要配合教師的講解，適合能力較強、基礎較好的同學進一步學習生物學知識時使用，也適合用于在校師范生以及新人職的生物學教師迅速提升生物學科學素養。《高中生物學深度學習》在知識的語言敘述方式上通俗易懂，在內容選取上與日常生活以及考試評價的貼合度較高，與基礎教材的內容關聯度較大，適合有意增強課本生物學知識學習以及提升基礎能力的學生使用。在日常的教學中，需要按照不同層次不同需求多元化地組合使用，方能完全發揮兩套教材的拓展作用。