新版高中生物學(xué)《遺傳與進化》教科書比較研究

董佳瑩 彭靜靜 宋以梅 朱家華

摘要對新版人教版和上?？平贪姘l(fā)行的普通高中生物學(xué)《必修2·遺傳與進化》教科書進行比較研究，運用數(shù)學(xué)模型計算兩套教科書的難度，在定量研究的基礎(chǔ)上，選取章首頁、習(xí)題設(shè)置、欄目設(shè)置作為定性研究內(nèi)容，探討兩套教科書的特點?；谘芯拷Y(jié)果，對一線教學(xué)提出建議：教學(xué)過程應(yīng)更多地體現(xiàn)知識的應(yīng)用性，提升學(xué)生問題解決的能力；發(fā)揮教科書欄目作用，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源；強調(diào)知識的綜合性，建立主動探究的觀念等。

關(guān)鍵詞 高中生物學(xué) 教科書 遺傳與進化 比較研究 教科書難度

中圖分類號G633. 91文獻標志碼B

教科書是教師和學(xué)生開展教學(xué)活動的主要工具，也是課程目標和內(nèi)容的具體體現(xiàn)，在中小學(xué)課堂教學(xué)中起著重要作用。2019年新版教科書陸續(xù)發(fā)行并投入使用，對不同出版社的教科書進行比較，有助于教師更好地選擇、使用新版生物學(xué)教科書。

1研究對象與方法

1.1研究對象

選取了人民教育出版社和上海科技教育出版社先后于2019年6月、2020年1月出版的《必修2·遺傳與進化》高中生物學(xué)教科書作為研究對象。人民教育出版社版本（以下簡稱“人教版”）在全國高中生物學(xué)課堂中最為普及，極具代表性。上?？萍冀逃霭嫔绨姹荆ㄒ韵潞喎Q“上海科教版”）作為經(jīng)典的國家教材委員會審定高中生物學(xué)教科書之一，歷來備受矚目，具有較高的研究價值。

1.2研究方法

研究包括定量研究和定性研究兩個環(huán)節(jié)。在定量研究中，依據(jù)安德森的知識分類理論和布盧姆教育目標分類理論，選用全國教育科學(xué)規(guī)劃國家重點課題“中小學(xué)理科教材難度國際比較研究”的“初中科學(xué)教材比較研究”子課題研發(fā)的教科書難度評估工具，對教科書的正文、習(xí)題進行難度值計算、比較。在定性研究部分，對兩套教科書的章首頁、欄目設(shè)置、習(xí)題設(shè)置三個方面進行了比較分析。

2研究結(jié)果與分析

2.1兩套教科書難度比較

2.1.1總難度比較結(jié)果

本研究中的教科書難度是指排除了授課時間等因素的教科書文本的靜態(tài)難度。廣度和深度是影響教科書文本難度的兩個主要因素。廣度指教科書內(nèi)容所涉及的范圍，可用知識點的數(shù)量來衡量；本研究通過從不同維度統(tǒng)計對應(yīng)內(nèi)容的分布頻數(shù)來計算。難度指教科書中某內(nèi)容對學(xué)習(xí)水平要求的高低，具體表現(xiàn)為知識點的思維深度、認知水平、技能操作復(fù)雜度等；本研究將布盧姆教育目標關(guān)于認知過程的六個維度分為識記、理解、應(yīng)用（包括分析、評價、創(chuàng)造）3個等級，分別賦1-3分，同時由兩位已具備較高一致性的評分者進行內(nèi)容賦分，累加賦分之和即為教科書難度。

研究結(jié)果顯示，人教版正文廣度值為430，難度為756；習(xí)題廣度值為235，難度為397。上?？平贪嬲膹V度值為396，難度為701；習(xí)題廣度值為148，難度為279。為了更好地體現(xiàn)正文難度和習(xí)題難度之間的數(shù)量關(guān)系，研究用正文部分（不包括欄目、插圖）、習(xí)題部分所占頁面比例進行加權(quán)計算。加權(quán)計算后，人教版正文難度為173.88，習(xí)題難度為305.69；上?？平贪嬲碾y度154.22，習(xí)題難度217.62。根據(jù)加權(quán)計算結(jié)果，得出人教版總難度值為479.57，上?？平贪婵傠y度值為371.84。經(jīng)比較發(fā)現(xiàn)，人教版整體難度大于上海科教版，二者在習(xí)題難度上有著明顯差異。

2.1.2正文、習(xí)題難度比較結(jié)果

在兩套教科書難度和廣度研究的基礎(chǔ)上，對正文和習(xí)題從知識維度和認知維度計算難度和廣度，具體結(jié)果見表1。

由比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)：①兩套教科書的正文部分在知識維度和認知維度上的設(shè)計差異不大。事實性知識數(shù)量最多，概念性知識和程序性知識較少；從認知維度來看，達到理解層次的知識點所占的比例最大，而回憶性知識和應(yīng)用性知識在教科書中體現(xiàn)的不多。②習(xí)題比較部分，兩套教科書中概念性知識的難度值均最大、程序性知識的難度值均最小，其中，上?？平贪娴某绦蛐灾R的難度和廣度大約是人教版的兩倍；從認知維度來看，理解性知識在兩套教科書中涉及數(shù)量最多也最難。

2.1.3一、二級概念難度比較結(jié)果

為進一步對比兩版教科書的內(nèi)容差異，研究以《普通高中生物學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中關(guān)于“遺傳與進化”模塊的兩個一級概念（即“大概念”）為依據(jù)，對各版本教科書在每個一級概念上的難度表現(xiàn)進行了比較研究。

《課程標準》對2個一級概念的表述分別為：一級概念①是“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”；一級概念②是“生物的多樣性和適應(yīng)性是進化的結(jié)果”。人教版的一級概念①知識點的廣度值為359，難度值為635；上?？平贪娴囊患壐拍睥僦R點的廣度值為313，難度值為560。人教版的一級概念②知識點的廣度值為71，難度值為121；上海科教版的一級概念②知識點的廣度值為83，難度值為141。

此外，研究進一步對一級概念下屬的二級概念（即“次位概念”）進一步進行了比較研究。一級概念①包含二級概念①、二級概念②、二級概念③；一級概念②包含二級概念④、二級概念⑤，具體數(shù)值見表2。

由比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)，人教版在二級概念②、二級概念③、一級概念①上廣度和難度均大于上?？平贪妫诙壐拍睥?、二級概念⑤、一級概念②上廣度和難度小于上?？平贪嫦鄳?yīng)部分，說明人教版在細胞水平和分子水平闡述生命延續(xù)性方面比上?？平贪嬷R點來的要廣、深，而上?？平贪鎰t在闡明生物進化的過程與原因方面難度比人教版大。

2.2兩套教科書定性研究結(jié)果與討論

2.2.1章首頁比較

在編排形式上，兩套教科書各具特色。首先，從所占版面和篇幅來看，人教版和上海科教版各占一個版面。其次，從呈現(xiàn)方式上來看，人教版是以“標題”“引言”“插圖”“小詩歌”的方式呈現(xiàn)；上海科教版是以“標題”“插圖”“引言”“時間軸”的方式呈現(xiàn)。人教版設(shè)計的閃光點無疑是小詩歌了，章首頁的下方會配有一首總結(jié)性的詩歌，在引入新課的同時提升了學(xué)生的文學(xué)審美情趣，中國特有的人文底蘊與科學(xué)精神巧妙交融。上?？平贪鏄O為重視學(xué)生對科學(xué)史的學(xué)習(xí)，每章都專門插入了一條時間軸呈現(xiàn)豐富的科學(xué)歷史事件。

通過具體內(nèi)容分析發(fā)現(xiàn)，人教版的標題字數(shù)一般在5-9個字，短小精悍；上海科教版標題字數(shù)一般在8-16個字，上?？平贪娴臉祟}表述與課程標準中的一、二級概念表述相似，力求在標題上讓學(xué)生第一時間了解本章的重要概念。人教版各章的章首頁插圖分別為孟德爾肖像和手稿、染色體熒光成像圖、沃森和克里克發(fā)現(xiàn)有關(guān)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)原始論文及DNA三維結(jié)構(gòu)圖、蛋白質(zhì)合成流程圖、虎、貝格爾號，圖文匹配度高。人教版引言內(nèi)容靈活多樣，整體篇幅少于上?？平贪妫叭路謩e以遺傳因子、基因、染色體為關(guān)鍵詞拋出問題串，第五章以虎的體色為例引出“變異”，而第六章則是以達爾文的蘭花研究結(jié)合我國科學(xué)家對蘭花基因測序為例，來揭示蘭花進化之謎。上海科教版各章的章首頁插圖分別為DNA雙螺旋三維模型、染色體三維圖、孟德爾與豌豆花手繪圖、變異的金光菊、生物圈，引言內(nèi)容多以本章內(nèi)容相關(guān)的科學(xué)史為切入點編寫，從科學(xué)家探究歷程開啟本章的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.2.2習(xí)題設(shè)置比較

兩套教科書均涉及10種類型的習(xí)題（表3），人教版特有的習(xí)題類型為判斷與寫作，判斷題是每節(jié)“練習(xí)與應(yīng)用”的固定題型；寫作題只涉及一道，位于第六章“復(fù)習(xí)與提高”最后一題，要求學(xué)生圍繞“基因、遺傳、變異和進化”關(guān)鍵詞寫一篇短文，這篇短文是學(xué)生學(xué)習(xí)完整本教科書的心得體會，也體現(xiàn)了學(xué)生對于生命本質(zhì)觀的理解。上?？平贪嬖诠灿蓄}型的基礎(chǔ)上增加了“實驗操作”這一題型，該題型多是考查學(xué)生對經(jīng)典實驗流程的回憶識記程度。

兩套教科書在習(xí)題類型和數(shù)量上呈現(xiàn)了3個特點：①習(xí)題種類豐富，常規(guī)題型數(shù)量居多。兩套教科書都青睞設(shè)置大量的諸如選擇、填空、簡答題等常規(guī)題型來幫助學(xué)生夯實基礎(chǔ)、鞏固新知。其中，上?？平贪娴挠嬎泐}數(shù)量明顯多于人教版。②三類圖表題型突出，數(shù)量較少。上?？平贪娓匾晫W(xué)生繪制圖表與識圖能力，學(xué)生利用圖表的思維可視化功能，將抽象思維以一種直觀的形式呈現(xiàn)出來，使學(xué)生的邏輯思維和創(chuàng)造思維得到潛在發(fā)展。③兩套教科書均設(shè)有開放式習(xí)題，總數(shù)明顯少于封閉式習(xí)題。封閉式習(xí)題包括選擇、填空、判斷、繪圖表、識圖、計算、實驗操作；開放式習(xí)題包括實驗設(shè)計、簡答、概念圖、寫作、資料搜集、職業(yè)規(guī)劃。封閉式習(xí)題數(shù)量較多，這類習(xí)題答案是固定唯一的，可以快速準確地判定學(xué)生作答是否正確。那么，與封閉式習(xí)題相比，開放式習(xí)題就顯得比較“寬容”，因其答案不唯一。解決這類問題需要學(xué)生調(diào)動自身的想象能力和語言組織能力，考查學(xué)生的綜合能力。例如，“實驗設(shè)計”是“實驗操作”的更進一步，不僅僅考查學(xué)生對實驗細節(jié)的掌握水平，更考驗了學(xué)生如何將已有知識進行加工，合理設(shè)計科學(xué)探究步驟等。

2.2.3欄目設(shè)置比較

人教版設(shè)有23種欄目，種類豐富、全面，覆蓋前情提要、復(fù)習(xí)總結(jié)、探究實踐、分析討論、科學(xué)·技術(shù)·社會、科學(xué)史、職業(yè)指導(dǎo)。值得一提的是，人教版開設(shè)了學(xué)科交叉欄目，打破學(xué)科之間的隔閡，加強生物學(xué)科與其他學(xué)科的聯(lián)系，促進知識的遷移，強調(diào)知識的整合性、系統(tǒng)性。例如，第六章第一節(jié)“生物有共同祖先的證據(jù)”中有關(guān)沉積巖的小科普串連起生物學(xué)和地理學(xué)的知識。經(jīng)過統(tǒng)計，“思考·討論”欄目的數(shù)量最多。有別于“探究·實踐”的動手操作活動，“思考·討論”更加注重概念的理解運用，要求學(xué)生運用相關(guān)知識解釋生活現(xiàn)象、闡發(fā)事物作用機理。

上?？平贪婀灿?8種欄目，在每章設(shè)計了一個“課題研究”欄目，位于章首頁后一個版面。教科書通過一個探究實驗、調(diào)查研究活動或模型制作活動實現(xiàn)任務(wù)驅(qū)動，引領(lǐng)全章的學(xué)習(xí)。課題研究欄目的編排形式：標題、引言、提出問題、制定并實施研究計劃、成果交流。學(xué)生需運用本章知識，并結(jié)合課外自學(xué)知識，完成此項課題研究，充分將探究學(xué)習(xí)、自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)有機聯(lián)系在一起。每個課題都設(shè)有幾道問題，問題內(nèi)容多涉及實驗前的準備、實驗步驟、結(jié)果分析，著重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究等學(xué)科核心素養(yǎng)。當然，課題研究欄目也與普遍社會現(xiàn)象緊密聯(lián)系，如第四章“探究紫外線對植物葉片的影響”的成果交流部分，要求學(xué)生就不利的環(huán)境因素對植物生長危害展開討論，樹立保護生態(tài)環(huán)境的綠色意識。

3教學(xué)啟示

3.1教學(xué)過程更多地體現(xiàn)知識的應(yīng)用性，提升學(xué)生問題解決的能力

兩套教科書的編寫運用了大量的事實性知識、理解性知識。事實性知識是通曉一門學(xué)科或解決問題的基本要素，具有點滴性、孤立性、基礎(chǔ)性的特點。教師要關(guān)注要素間的聯(lián)系，幫助學(xué)生搭建完整、系統(tǒng)的知識體系，引導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題時動用大量的程序性知識和應(yīng)用性知識。教師在習(xí)題練習(xí)中多采用原始問題，讓學(xué)生的能力在真實的問題情境中得到一定的鍛煉，而不是單純地提高解題速度和講究答題數(shù)量、一味地追求正確率。教師要充分利用教科書中各類習(xí)題，實現(xiàn)圖表題、探究性習(xí)題、寫作題等開放式習(xí)題的價值，同時加強與其他學(xué)科的聯(lián)系，如自然科學(xué)內(nèi)部交叉、人文學(xué)科的滲透等，促進學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)綜合性人才。

3.2發(fā)揮教科書欄目作用，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源

教科書中適宜的欄目有利于教師對教科書邏輯的把握，有益于知識的具體化。教師通過對章首頁的解讀，可從中提煉出本章的重要概念，從整體把握本章主要內(nèi)容，并且還能依據(jù)章首頁提示的設(shè)計思路，合理安排教學(xué)設(shè)計，提高教學(xué)效率。章首頁提示本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容，掀起學(xué)生強烈的學(xué)習(xí)欲望，是學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中自如地串連新舊知識、經(jīng)驗的工具。在實際的教學(xué)過程中，教師在分析所用版本教科書章首頁的同時，也應(yīng)該參考其他版本教科書的章首頁內(nèi)容，充分實現(xiàn)章首頁的導(dǎo)入功能。

兩套教科書中都為學(xué)生提供了自主閱讀的材料。這些資料作為課堂教學(xué)的補充，豐富了學(xué)生的知識背景，在人教版中以“相關(guān)信息”欄目呈現(xiàn)，上?？平贪媸恰伴喿x空間”欄目，但這些欄目在教科書中數(shù)量偏少?；诒姸嗖粩嘤楷F(xiàn)的如大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等新興信息技術(shù)，教師需要充分挖掘網(wǎng)絡(luò)資源，培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)。教師可與網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺合作，設(shè)計以學(xué)生為中心、滿足學(xué)生多元需求的更多更高質(zhì)量的在線資源，讓手中的教科書“活”起來，搭建起線上、線下混合式教學(xué)環(huán)境，來保障教學(xué)高效運行與質(zhì)量。

3.3強調(diào)知識的綜合性，建立主動探究的觀念

當前信息化社會中碎片化知識隨處可見，對學(xué)生知識整合運用能力的培養(yǎng)日益重要。教師在教學(xué)中，要注意引導(dǎo)學(xué)生把課程中學(xué)到的知識運用到現(xiàn)實中，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決現(xiàn)實問題，提升學(xué)生綜合素質(zhì)。批判性思維和創(chuàng)造性思維是全面學(xué)習(xí)的必備要素。教師要注重以跨學(xué)科整合提升學(xué)生的綜合實踐能力，在教學(xué)中有意識地將學(xué)科與學(xué)科、學(xué)科與現(xiàn)實生活進行有深度地融合，提倡讓學(xué)生通過實踐操作展開學(xué)習(xí)。

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