初中生物學新教材中“藻類”內容的三重解讀*

摘要：基于《義務教育生物學課程標準（2022年版）》對“藻類”的界定，剖析“藻類”內容的生物學分類，綜合比較2024年秋季投入使用的義務教育生物學多個版本新教材中“藻類”的內容結構及呈現方式，探尋落實“藻類”概念教學的依據，進而提出若干教學建議：借助藻類的科學爭議，提升學生的批判性思維；借助藻類的科學前沿，提升學生的科學發展觀；借助藻類的科學價值，提升學生的環保意識。

關鍵詞：初中生物學；新課標；新教材；藻類

與《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱“2011版課標”）相比，《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“2022版課標”）在課程內容方面作出了許多調整，“藻類”就是其中的一項。在兩版課標中，“藻類”都隸屬于“生物的多樣性”這一學習主題（2011版課標中這一主題名為“生物多樣性”），差別在于：2011版課標中與“藻類”相關的重要概念描述為“概述植物（藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物）的主要特征以及它們與人類生活的關系”［1］，2022版課標中與“藻類”相關的概念描述為“藻類是能夠進行光合作用的結構簡單的生物”［2］，對于藻類是否屬于植物類群沒有明確說明。

基于此，我們嘗試剖析“藻類”內容的生物學分類，綜合比較2024年秋季投入使用的不同版本義務教育生物學教材（以下簡稱“新教材”）中“藻類”內容在結構及呈現方式上的異同，據此提出若干教學建議，讓“藻類”內容的教學更具素養指向。

一、 “藻類”內容的科學家視角

生物學經過時代的發展已經形成了結論豐富的知識體系、特有的思維方式和探究方法，其研究過程和成果是生物學多個分支學科、交叉學科等各個領域的專家、學者共同努力的結果。這些研究者構成了生物學的科學家共同體，引領科研團隊繼續深入鉆研，指導生物學教育教學的開展，決定著生物學教材內容的選取。

作為自然界中普遍存在的一類生物，藻類因其種類的多樣性、價值的多元性、進化的重要性而成為生物學科學家研究的重點與熱點，進而成為生物學知識體系中不可或缺的一部分。初中是學生系統學習生物學的起始階段，為了更好地了解真核生物的進化歷程，了解植物類群的演化過程，藻類是必須學習的知識。然而，因為科學家們研究角度的不同和技術手段的時代性局限，目前科學界對于藻類的研究在達成一定共識的基礎上也存在一些分歧，這為藻類知識的教學帶來了一定難度，尤其是其生物學分類上的調整及爭議，給初中生物學課堂帶來了一定的困惑。

（一） 藻類的生物學分類

在舊的生物學分類系統中，藻類被歸為植物，而隨著生物學研究方法、理論和體系的日趨成熟以及新興技術與研究工具的廣泛應用，生物學分類系統得到前所未有的高速發展，藻類的內涵和分類也隨之發生變化。藻類不是生物分類學中的一個類群，更不是一個自然類群，但它們有很多共同特征，如大多數結構簡單，沒有根、莖、葉的分化，能夠進行光合作用，合成自身所需的有機物并產生氧氣。［3］與植物的關系也僅限于兩者都具有葉綠素、能進行光合作用、能營自養生活三個方面。如何對藻類進行規范、科學地分類一直存在爭議。

如圖1所示，隨著分類學從兩界分類系統向真核生物的現代分類系統發展，藻類的分類體系也不斷調整：有的學者將藻類歸為原生動物界；有的學者將藍藻歸為原核生物界，硅藻和眼蟲歸為原生生物界，其余藻類則歸為植物界；有的學者將藻類歸為真核生物界。［5］雖然當前生物學界應用的藻類分類依據是基本可靠的，但分類依據之間在進化過程中的關系還沒有完全確定下來，所以藻類的分類出現了百家爭鳴的現象。［6］要理解藻類的生物學分類現狀，還需進一步了解藻類的系統發育。

（二） 藻類的系統發育

藻類的系統進化能反映生物界從原核到真核、從單細胞到多細胞等（簡單生命體向復雜生命體）進化的整體歷程，其理論依據主要是質體內共生次數。研究表明，真核生物的葉綠體源于單細胞“鞭毛蟲”吞噬的藍藻，后者沒有在宿主體內被消化分解，而是逐漸演化成了新細胞的葉綠體。［7］這種某些真核生物通過吞噬藍藻獲得葉綠體的方式被稱為初級內共生。［8］綠藻、紅藻也通過初級內共生獲得葉綠體，這些藻類被稱為原生質體藻類［9］，與有胚植物被合稱為原始色素體生物，共同形成了一個單系群，即由共同祖先及其所有后代組成的類群，因此綠藻、紅藻被劃分到植物界［10］。其他藻類，如隱藻、定鞭藻、硅藻等，則是通過吞噬紅藻和綠藻獲得葉綠體，這個過程被稱為次級內共生。［11］再有甲藻類是通過吞噬隱藻、硅藻和定鞭藻等次級內共生藻類獲得葉綠體，這種內共生方式被稱為多級內共生。［12］由于次級內共生和多級內共生時的宿主各不相同，形成的真核藻類在系統發生關系上與原生質體藻類以及有胚植物相差甚遠，所以不將它們算作植物。［13］

二、 “藻類”內容的教材比較

教材是學校教育教學的基本依據，是解決“為誰培養人、培養什么人、怎樣培養人”根本問題的重要載體，直接關系黨的教育方針能否落實、教育目標能否真正實現。可以確定的是，新教材編寫者在教材內容的選擇和組織上必然充分依據2022版課標，高度重視與把握教材內容的科學性和準確性，努力呈現其多樣性與統一性。

（一） “藻類”知識的科學性與準確性

對比人教版、蘇教版、冀少版、濟南版、蘇科版、浙教版這六版新教材，可以看出，不同版本的新教材在“藻類的定義”上采取了學界已經達成的統一認識，而對于科學界存有爭議的“藻類的分類”采取了不同的態度（詳見表1）。總體上看，人教版、蘇教版、冀少版、濟

南版、蘇科版這五版新教材對藻類分類的呈現基本一致，而浙教版新教材認為藻類屬于植物，這可能與藻類在最新的生物學進展中

并未完全從植物中剝離有關，即綠藻和紅藻仍歸屬于植物界。而人教版新教材在正文旁設置了旁欄“小資料”，對藻類的分類地位提供了不同的觀點輸出。可以看出，編寫者力圖在新教材中呈現藻類知識的科學性與準確性，只是不同版本新教材所選取的角度不同。

（二） “藻類”知識的多樣性與統一性

藻類種類繁多，對六版新教材中列舉的藻類進行梳理，就可以佐證這一點。無論是基本特征，還是生活方式，不同的藻類之間存在很大差異（詳見下頁表2）。教材中出現頻率最高的是衣藻、海帶和水綿，它們的形狀、大小各異，分屬不同的門，充分體現了藻類的多樣性。但又不難看出藻類的共性，即藻類大多生活在水里，物種豐富，既有單細胞，又有多細胞，能夠進行光合作用。

從不同版本新教材對藻類的呈現方式，我們可以得到啟示：在藻類的生物學歸屬上應尊重現有的研究成果；藻類的生物學分類地位不是教學的重點，教學重點應放在藻類概念的教學上，讓學生充分認識到藻類的多樣性及其與人類生活的關系。

三、 “藻類”內容的教學建

結合藻類現有的理論研究成果，在綜合比較新舊課標、多版本新教材后，切實考慮一線教師的教學困惑，就“藻類”內容的教學，我們提出以下幾點建議：

（一） 借助藻類的科學爭議，提升學生的批判性思維

學生在學習“藻類”知識時，可能會產生“藻類就是植物”“帶‘藻’的就是藻類”等錯誤的前概念。教師在教學中可以向學生介紹科學界對藻類分類的不同觀點。例如，藍藻又名藍綠藻、藍細菌，是最簡單、最原始的單細胞生物，雖然帶“藻”，但有的學者將其劃分為原核生物界，有的學者則將其單獨列為藍藻門。又如，黑藻在生物課堂中常被用作觀察葉綠體及探究光合作用原理的實驗材料，但是黑藻在分類上歸屬于被子植物門。教師可以借助科學爭議，引導學生提出自己的主張，并收集資料、循證，進而討論、歸納得出結論，培養學生的質疑精神和實證意識，提升學生的批判性思維。

（二） 借助藻類的科學前沿，提升學生的科學發展觀

教師在教學“藻類”內容時，應提供充分的有關藻類的科學前沿信息。例如，我國藻類科研團隊已經利用新型CRISPR基因編輯技術，構建出以海洋微藻為“底盤細胞”的生物學細胞工廠，實現了海洋微藻的高效綜合利用。［14］又如，寧波大學的海洋環境微生物與藻類生物技術研究團隊利用藻類的原始特性，研發出了微藻CCUS技術。這一技術具有環境友好型及資源可持續利用的優勢，能夠助力國家實現“雙碳”目標。教師可以利用科學前沿信息幫助學生理解藻類與人類生活的關系，引導學生用發展的眼光看待科學、解決問題，培養學生的科學發展觀。

（三） 借助藻類的科學價值，提升學生的環保意識

藻類可以作為餐桌上的食物（如紫菜、海帶、發菜等），但也會引發“水華”“赤潮”等環境問題。此外，藻類在應對全球氣候變暖、開發生物質能、勘探天然氣水合物、研究光合生物的起源與進化等領域已經成為焦點。教師可以借助藻類豐富的多樣性及其直接價值與間接價值，以之作為學習線索，激發學生的學習興趣，幫助學生理解藻類在生態系統中的作用以及其對人類生活的多方面影響，進而提升學生的環保意識與社會責任感。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2011年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2012：24.

［2］ 中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022：12.

［3］ 中國藻類學會.第一屆中國藻類學術討論會論文集［C］.北京：科學出版社， 1983：前言.

［4］ 劉濤.藻類系統學［M］.北京：海洋出版社，2017：1315.

［5］ 王寅初，秦松.真核藻類進化的研究進展與存在問題［J］.生物學雜志，2015（3）：7072.

［6］ L.Margulis. Symbiosis in Cell Evolution： Life and its Environment on the Early Earth［M］. San Francisco： W.H.Freeman，1981：381419.

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［8］ Patrick J. Keeling. The Number， Speed， and Impact of Plastid Endosymbioses in Eukaryotic Evolution［J］. Annual Review of Plant Biology，2013（2）：583607.

［9］ 朱歡，胡征宇，劉國祥.藻類的前世今生——淺析內共生學說與藻類的進化［J］.生命世界，2020（2）：2425.

［10］ 周云龍.植物生物學（第3版）［M］.北京：高等教育出版社，2011：777810.

［11］ 趙進東.陳閱增普通生物學（第5版）［M］.北京：高等教育出版社，2023：310314.

［12］ 莫壯洪，朱俊英，榮峻峰，等.微藻生物固碳技術在碳中和中的應用及潛在價值［J］.石油煉制與化工， 2024（1）：98111.