對比中美高中生物教材，初探生命觀念

賴邵華+韋艷艷

摘 要 采用比較分析的方法，對中國人教版生物教科書必修1和美國高中主流理科教材中“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸”這一章的知識內(nèi)容進(jìn)行比較分析。分析發(fā)現(xiàn)美國教材知識涉及面比較寬，對知識的設(shè)計(jì)凸顯了自主學(xué)習(xí)的理念；而中國教材則緊密結(jié)合社會(huì)生活，注重模型的建構(gòu)。兩國教材各有所長，在此基礎(chǔ)上，筆者對如何提高學(xué)生生命觀念素養(yǎng)提出幾點(diǎn)思考。

關(guān)鍵詞 中美生物教材 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸 生命觀念

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

目前美國、日本等一些國家相繼在教育領(lǐng)域提出核心素養(yǎng)體系。中國教育部在2014年3月也印發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革落實(shí)立德樹人根本任務(wù)的意見》（以下簡稱“《意見》”）。該《意見》著力推進(jìn)修訂課程方案和課程標(biāo)準(zhǔn)。2014年12月，普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)的修訂工作全面啟動(dòng)，其主要任務(wù)之一是凝練核心素養(yǎng)。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)落實(shí)于課程的前提是確立各學(xué)科的學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，在2016年9月，教育部公布了《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》，提出了生物學(xué)核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。

“生命觀念”是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實(shí)證后的觀點(diǎn)，是能夠理解或解釋生物學(xué)相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法。生命觀念不等同于生物學(xué)重要概念，具有跨概念性和上位性，是眾多概念的歸納、總結(jié)和提煉。因此，在生物學(xué)中生命觀念就包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀。通過對比中美兩國教材中“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸”這一章的知識內(nèi)容，來探究如何提高學(xué)生生命觀念。

1 探尋兩國教材知識內(nèi)容的差異之處

“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸”這一章屬于人教版生物《必修1·分子與細(xì)胞》第四章的內(nèi)容，包括物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例、生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞降取Ｔ诿绹咧兄髁骼砜平滩摹渡铩ど膭?dòng)力》中“物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸”屬于第五單元“分子與細(xì)胞”的第十五章，這個(gè)知識在這里只有一個(gè)小節(jié)的篇幅。下面從兩國教材對知識點(diǎn)的設(shè)計(jì)出發(fā)，進(jìn)一步對比其不同之處，取其精華，以供教育者更好地利用教材進(jìn)行教學(xué)。

1.1 細(xì)胞吸水和失水

中國教材通過“問題探討”欄目，以滲透現(xiàn)象為引，設(shè)置問題情境，過渡到本小節(jié)的內(nèi)容。接著引導(dǎo)學(xué)生回憶以哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞為材料制備細(xì)胞膜的實(shí)驗(yàn)，通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來介紹水分子進(jìn)出紅細(xì)胞的情況，由個(gè)別到一般，推廣到其他動(dòng)物細(xì)胞。再由一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)來探究植物細(xì)胞的吸水和失水情況。本小節(jié)還提供了一則分析資料，通過討論提供的資料，了解其他物質(zhì)的運(yùn)輸情況，從而得出細(xì)胞膜和其他生物膜的功能——選擇透過性。其中還穿插了“與生活的聯(lián)系”欄目，在生活中學(xué)習(xí)。

美國教材在這一小節(jié)的伊始列了章節(jié)預(yù)覽，設(shè)有學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識回顧、關(guān)鍵術(shù)語，還提供了制作折疊式學(xué)習(xí)卡的步驟及使用說明。接著進(jìn)入知識點(diǎn)的介紹，先提供“滲透”的概念，再以水加糖、濃糖水混稀糖水為例探究控制滲透的因素——濃度梯度，并以此介紹等滲溶液、低滲溶液、高滲溶液的概念，動(dòng)植物細(xì)胞在這三種溶液中發(fā)生滲透時(shí)水分子的擴(kuò)散方向。并將水分子在三種溶液中移動(dòng)以及動(dòng)植物細(xì)胞在三種溶液中變化的示意圖并列展示，圖文并茂。

通過以上的對比，分析可知兩國教材對該知識點(diǎn)的設(shè)計(jì)有所差別。相比中國教材，美國教材的知識涉及面寬，拓展了等滲溶液、低滲溶液、高滲溶液的概念，并以此為中介，輔助學(xué)生理解“細(xì)胞吸水和失水的原理”。另外，美國教材還凸顯出自主學(xué)習(xí)的教育理念，“章節(jié)預(yù)覽”和“折疊式學(xué)習(xí)卡”欄目有利于學(xué)生有目的地自主學(xué)習(xí)。而相比美國教材，中國教材更注重知識與社會(huì)生活的聯(lián)系。

1.2 生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型

中國教材先以制作真核細(xì)胞三維結(jié)構(gòu)模型活動(dòng)為情境吸引學(xué)生注意力，過渡到眾多科學(xué)家對細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探索歷程，其中融入了科學(xué)探究中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)——提出假說，培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑提問的能力。最后介紹大多數(shù)人接受的流動(dòng)鑲嵌模型，即生物膜的結(jié)構(gòu)，并提供生物膜結(jié)構(gòu)模型示意圖，形象逼真，輔助學(xué)生發(fā)揮想象力，想象一個(gè)近球形的細(xì)胞的三維立體細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。課后還設(shè)置了課外制作專欄，教學(xué)生制作生物膜模型。

美國教材在這一小節(jié)里沒有涉及該知識點(diǎn)。而是把該知識點(diǎn)放在第十四章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的第二節(jié)“細(xì)胞膜”中。

通過以上的對比，分析可知兩國教材對該知識點(diǎn)的設(shè)計(jì)差異明顯。相比于美國教材，中國教材對“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)”這一知識點(diǎn)的設(shè)置更有利于培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念素養(yǎng)，在學(xué)生掌握了生物膜的功能后，就將生物膜的結(jié)構(gòu)展示給學(xué)生，不僅能加深學(xué)生對該結(jié)構(gòu)的理解，更能引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生物膜結(jié)構(gòu)來理解其功能，形成結(jié)構(gòu)與功能觀。并且通過“課外制作”欄目，引導(dǎo)學(xué)生動(dòng)手建構(gòu)模型，效果比單純的知識傳授更佳。

1.3 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?/p>

中國教材通過展示人工無蛋白質(zhì)脂雙層膜對不同物質(zhì)的通透性來過渡到本節(jié)內(nèi)容，以藍(lán)墨水滴到清水中的現(xiàn)象引入擴(kuò)散、被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍?，再分別介紹被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸、胞吞胞吐的詳細(xì)過程，并配有示意圖。還設(shè)有“與社會(huì)的聯(lián)系”欄目，將知識引入到具體的生活情境。

美國教材直接介紹被動(dòng)運(yùn)輸?shù)母拍?，并設(shè)置了迷你實(shí)驗(yàn)來讓學(xué)生了解更多關(guān)于被動(dòng)運(yùn)輸?shù)恼n外知識，還詳細(xì)介紹了兩種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白介導(dǎo)的被動(dòng)運(yùn)輸；介紹主動(dòng)運(yùn)輸時(shí)也是直接給出概念，講解主動(dòng)運(yùn)輸過程，并列表對比了主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別；列舉某些單細(xì)胞的胞吞胞吐現(xiàn)象來進(jìn)行概念的介紹。

通過以上的對比，分析可知對這個(gè)知識點(diǎn)兩國教材的設(shè)計(jì)區(qū)別不大。相比于中國教材，美國教材中多了一些知識的拓展和總結(jié)，拓展了轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白和通道蛋白，用表格總結(jié)了主動(dòng)運(yùn)輸和被動(dòng)運(yùn)輸?shù)膮^(qū)別。相比于美國教材，中國教材雖然缺少知識拓展和總結(jié)，但將知識與社會(huì)生活聯(lián)系起來，這是值得保留用的。

2 提高學(xué)生生命觀念素養(yǎng)的幾點(diǎn)思考

2.1 注重知識拓展，聯(lián)系生活實(shí)例，培養(yǎng)學(xué)生正確生命觀念，提高素養(yǎng)水平

在平時(shí)教學(xué)中，教師不應(yīng)只局限于教材中的知識點(diǎn)，而應(yīng)適當(dāng)拓展知識，輔助學(xué)生理解，幫助學(xué)生形成正確的生命觀念。例如，在“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”和“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健边@兩節(jié)中，教師可以借鑒美國教材，給學(xué)生拓展?jié)B透的含義、高滲、低滲、等滲溶液的概念以及幾種被動(dòng)運(yùn)輸?shù)妮d體蛋白和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程。知識來源于生活，服務(wù)于生活。杜威也說過“最好的一種教學(xué)，牢牢記住學(xué)校教材和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)二者相互聯(lián)系的必要性，使學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找這兩方面的接觸點(diǎn)和相互的關(guān)系”。因此，中國教材中的“與生活的聯(lián)系”“與社會(huì)的聯(lián)系”等欄目將知識與生活聯(lián)系起來，有利于引導(dǎo)學(xué)生尋找知識和生活的接觸點(diǎn)和相互的關(guān)系，運(yùn)用知識分析生活中的生命現(xiàn)象，提高生命觀念素養(yǎng)水平。

2.2 指導(dǎo)學(xué)生建模，自主建構(gòu)概念，靈活運(yùn)用知識，提升生命觀念素養(yǎng)

生物模型包括物理模型、數(shù)學(xué)模型和概念模型。在“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”這一節(jié)的教學(xué)中，教師可以發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)新能力，利用“課外制作”欄目，讓學(xué)生利用生活中常見的物資動(dòng)手構(gòu)建生物膜模型。除了建構(gòu)物理模型，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)完“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”這一章時(shí)根據(jù)所學(xué)知識的邏輯關(guān)系，繪畫概念圖，利用概念模型將知識形成系統(tǒng)。生物模型的建構(gòu)有助于學(xué)生自主建構(gòu)概念，靈活運(yùn)用知識，提升生命觀念素養(yǎng)水平。例如，在學(xué)習(xí)種群的增長時(shí)，教師可以利用數(shù)學(xué)模型，畫出增長曲線來輔助學(xué)生理解不同生境下不同種群的增長，從而能夠運(yùn)用所學(xué)解決生活中的問題，例如能提出一些對家鼠等有害動(dòng)物的控制措施。

2.3 教師轉(zhuǎn)變觀念，對學(xué)生授之以漁，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)習(xí)慣

葉圣陶曾說“我以為好的先生不是教書，不是教學(xué)生，乃是教學(xué)生學(xué)。”蘇霍姆林斯基也說過“只有能夠激發(fā)學(xué)生去進(jìn)行自我教育的教育，才是真正的教育?！币虼?，教師要轉(zhuǎn)變觀念，對學(xué)生授之以漁，教學(xué)生學(xué)，做真正的教育。在“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸”這一章節(jié)中，教師可以借鑒美國教材中的折疊式學(xué)習(xí)卡。這個(gè)欄目教會(huì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)相關(guān)概念，而這種新奇的做筆記形式也能吸引到學(xué)生的注意力，不僅有助于預(yù)習(xí)，還方便用來復(fù)習(xí)。除此之外，美國教材在每章伊始都提供一個(gè)網(wǎng)頁鏈接，可以供學(xué)生提前預(yù)習(xí)整章內(nèi)容，還能獲得更多的課外知識。中國現(xiàn)在也興起了慕課、微課，教師可以將知識點(diǎn)制作成微課，供學(xué)生預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)，還能讓學(xué)困生反復(fù)學(xué)習(xí)未掌握的知識。

生命觀念是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，要在教學(xué)中落實(shí)生命觀念，就要求教師首先要轉(zhuǎn)變觀念，幫助學(xué)生養(yǎng)成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。其次在教學(xué)中要注重知識拓展，聯(lián)系生活，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物模型，一步步地提高學(xué)生的素養(yǎng)水平，使學(xué)生獲得解決實(shí)際問題的能力和必備的品格。

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