《人教版高中生物学必修1·分子和细胞两版教材的比较》
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1前言
教材作为教学的载体,贯穿整个教学过程,其重要性不言而喻.我国鼓励教材多元化,人教版教材是全国使用人数最多、覆盖范围最广的一版教材.“分子与细胞”模块囊括了现代生物学的核心内容,是学习其他模块的必备基础,能帮助学生从系统的角度认识细胞,打下坚实的生物学基础.此外,“分子与细胞”模块在2003年版和2017年版课程标准中都属于必修部分的内容.可见,该模块的内容是全体学生都应该学习掌握的,对于提高全体学生的生物学学科素养具有不可或缺的作用.下面对人教版《必修1.分子与细胞》2003年版（以下简称旧教材）和2019年版（以下简称新教材）进行比较.
2教材结构体系的比较
2.1教材目录的比较
这两版教材均由科学家访谈和六大章节构成.从系统的角度出发,这六大章节可以分为四大部分.第一章“走进细胞”论述生命系统的层次;第二章“组成细胞的分子”和第三章“细胞的结构”论述系统的物质基础和结构;第四章“细胞的物质输入和输出”和第五章“细胞的能量供应和利用”论述系统的功能：第六章“细胞的生命历程”论述系统的发展和变化.这四大部分彼此联系,共同说明了细胞是基本的生命系统,每个部分对应的章节凸显了生命系统的基本特征,各大要素有机构成了一个完整的知识网络,结构完整.
新教材在继承旧教材的基础上,在目录部分也呈现了一些新的变化.新教材开篇处的科学家访谈由“探索生物大分子的奥秘”改成了“探索微观世界的奥秘”,访谈对象由生物化学家邹承鲁院士变为结构生物学家施一公院士,访谈内容由原来的“世界上第一个人工合成的蛋白质”的单一主题向“生物科学研究的意义”“科学研究过程中的方法和精神”以及“学好生物学的建议”等多元主题发展,以期培养学生对生物学的学习兴趣,激发学生探索研究的,感悟科学家的精神,向科学家致敬学习.
2.2章节结构的比较
两版教材结构体系的编排都遵循由面到点的原则,按照章——节的顺序呈现.新旧教材章标题完全相同即大框架保持不变,但不变中又呈现有变,即节标题发生了部分改变,具体变化见表1.
旧教材共有21个小节,新教材将一些知识进行调整和改动,共计19个小节.其中,只有4个小节的名称发生了变化,进一步说明新教材是在继承发扬旧教材上的又一次创新.节标题名称的变化也反映了知识侧重点的变化,新教材节标题更凸显章节特色和重点,将一些高频考点“胞吞、胞吐”作为节内容进行重点讲解,更加符合高考的命题方向.将凋亡改成了死亡,范围更大,死亡包括了凋亡和坏死两种方式.
3教材知识体系的比较
3.1教材内容的比较
生物学包含了众多的核心概念,概念之间内在的逻辑形成概念体系.因此,生物学教材应该注重对概念的准确定义,要及时更新概念的定义并与学术界达成共识,保证教材内容的严谨性.
旧教材的科学前沿部分提到支原体可能是最小、最简单的细胞,但没有说明支原体属于哪一类生物,容易使学生产生知识误区.新教材针对旧教材的不足进行补充,明确说明了支原体是单细胞生物且为原核生物.这样有利于学生根据原核生物这一大类生物的特点更好地理解支原体,从而完成知识的内化.新教材中有关ATP的说法发生了变化.旧教材中ATP中的“～”被称为高能磷酸键,ATP是细胞内的一种磷酸化合物;在新教材中“～”代表一种特殊的化学键,但不能称之为高能磷酸键.这是因为ATP分子具有高能量状态是这个分子整体具有的,而不是因为磷酸键而具有的.关于有丝分裂的定义,新旧两版教材中也出现了一些细微的差别.在旧教材中,细胞周期包括分裂间期和分裂期,人们为了研究方便,把分裂期分为前期、中期、后期和末期4个时期;在新教材中,细胞周期包括分裂间期和有丝分裂,人们根据染色体的行为,把有丝分裂分为前、中、后、末4个时期.新教材对有丝分裂的定义更能体现科学性和严谨性,此外,也提示学生可以根据染色体行为的不同去记忆和区分有丝分裂不同时期的图像.
3.2内容编排顺序的比较
教材中内容编排的顺序要遵循学生身心发展的规律特点,由易到难,由简单到复杂,符合学生的最近发展区.第二章内容编排顺序发生了极大的改变,新教材改变了旧教材各节的分布顺序,按照“元素和化合物——无机物——糖类和脂质——蛋白质——核酸等”顺序呈现知识结构.这样编排有利于构建前后连贯一致的知识体系.按照能源和储能物质、结构物质、遗传物质的维度,呈现知识点,有利于学生学习.其中,蛋白质小节中内容的顺序由原先的“氨基酸及其种类——蛋白质的结构及其多样性——蛋白质的功能”变为“蛋白质的功能——蛋白质的基本组成单位——蛋白质的结构及其多样性”.尽管,该小节的整体内容基本一致,但知识呈现顺序的差异将会影响教学效果,知识呈现顺序是逻辑性的一种体现,从蛋白质的功能入手,能更加自然地衔接接下来的教学内容,同时符合学生的认知规律,更好地显现生命观念中的结构与功能观.
4教材课后习题的比较
生物作为三大理科课程之一,适当的习题练习已经成为学生学习生活不可缺少的重要组成部分.习题在夯实基础、提升能力、反馈教学等方面都有至关重要的作用.因此,对新旧两版教材进行课后习题比较具有重大意义.
4.1习题名称的变化
课后习题包括小节习题和章节习题两大部分.小节习题对本节内容进行巩固和检验,章节習题综合各小节的知识,考查学生融会贯通、综合运用知识的能力,难度更大.旧教材的小节习题称之为练习,由基础题和拓展题两部分构成.章节习题称之为自我检测,包含概念检测、技能应用、思维拓展3个部分.新教材小节习题取名为练习与应用,分为概念辨析和拓展应用两个模块.章节习题又名复习与提高,根据题型的不同,分为选择题和非选择题两大板块.新教材从理解概念和发展素养两个方面对学生提出要求,注重对学生能力的培养,充分贯彻了新课标的教育理念,发展学生的生物学学科核心素养,培养学生学以致用的综合能力.
4.2习题类型和数量的变化
生物习题类型丰富,不同类型的习题考查的方向和侧重点大相径庭.基础题主要帮助学生检测和巩固本节所学重要概念,拓展应用则是高层次要求,注意引导学生运用概念、原理和规律以解决生产和生活中的問题,训练科学思维,提升社会责任感.
通过对新旧两版教材进行比较研究发现,新教材无论是在习题的类型、习题的创新性,习题的数量等方面都有了极大的改善,将课后习题进行全面更新,增加了一些原创性习题.减少考查事实性知识的题目,增加了发展学生核心素养的题目.应用类题型占比较大,且习题素材往往与科学界最新的研究成果和常见的生活现象相联系,旨在引起学生共鸣,为学生创造适宜的情境,使学生把注意力集中到题目上来.
5教材插图的比较
插图作为教材中的重要素材,占据了很大的篇幅,每一节内容中都能看到大量精美的图片.插图在生物学教材中的作用不容小觑,能代替文字进行解释说明,丰富教材文本,强化学生的记忆效果.新教材的插图设计神韵依旧,更能显示出生物学风采和魅力.
新教材选择分辨率高、图片精美的插图替换旧教材中模糊不清的图片,使学生能更加形象、直观地看清细胞的形状、结构.如大肠杆菌的电镜照片,新教材能非常清楚地看到大肠杆菌的杆状结构,而旧教材由于拍摄不清,导致图片效果不佳,不利于学生结合插图进行生物学知识的学习.此外,新教材中穿插了许多三维图片,能使插图更加立体、生动形象,如细菌细胞的模式图.在旧教材中,细菌细胞的模式图以平面结构呈现,不利于启迪学生的思维能力和想象能力.新教材在进行插图设计时,以学生为本,充分考虑到学生抽象思维能力比较薄弱这一特点.因此,对于教材中的难点,新教材新增了许多生物插图.例如,“细胞中的无机物一节,讲解细胞中的水时,新教材中插入了水分子之间靠氢键结合示意图,帮助学生从化学角度理解水的性质,从而明白水的重要作用.
综上,新教材的插图设计更加人性化,反映了教材编写者的良苦用心,精选更加优质的插图,使图像更加形象易懂,帮助学生顺利突破难点,走出学习障碍,获得成就感.
6教材科学探究活动的比较
探究性学习是新课程改革所倡导的一种新的学习方式,探究性学习主要通过探究性活动展开.新旧两版教材都注重对学生探究能力的培养,在教材中安排了大量的探究活动,具体内容见表2和表3.
可知,科学探究的活动类型丰富,但主要以思考与讨论和探究实验这两类为主.在新教材中将实验和探究统称为探究.实验需要学生动手操作,且多在课堂上完成,侧重于对学生动手操作能力和探究能力的培养,体现了发展学生生物学学科核心素养的要求.鉴于旧教材中有些探究活动具有不易取材,可操作性低,实验操作难度大,成本高等特点,新教材对其进行了删减.
新教材实验的主要变化分为删、调、增三部分,删除了“观察DNA和RNA在细胞中的分布”“体验制备细胞膜的方法”“细胞大小与物质运输的关系”这三个实验,将实验“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”调整为“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”,提高实验的可操作性,使观察效果更加显著.新增“淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用”用来解释酶的专一性.
基于以上分析,新教材对相关探究活动进行有效整合,将活动目标相同的探究活动类型归纳成一大类,从而更好地凸显栏目特色,在继承旧教材的基础上又发展了个性,根据现实情况对探究活动进行增添、删减和浓缩,以便最大化地发挥探究活动在生物教学中的作用,促进学生全面发展.
7结语
新教材形成了发展学科核心素养的教材体系,坚持在继承中发展,保持整体框架和组织主线不变,并根据课程标准对学生发展提出的新要求对章节安排、课后习题、插图、探究活动等做了相应的调整,以实现立德树人的根本任务,为社会输送具有核心素养的高质量人才.
通过新旧教材的比较研究,总结新教材的特点,能帮助一线教师整体把握新教材的基本方向,明白新教材的变化,从而更游刃有余地处理教材,提高教学的有效性.
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