人教版高中生物學(xué)新舊教材“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”的比較分析

劉仁澤

教材能夠體現(xiàn)國家的意志，是樹立社會主義核心價值觀、落實立德樹人根本任務(wù)的重要載體，同時教材作為課程標(biāo)準(zhǔn)的載體，也是一線教師重要的教學(xué)依據(jù)。根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》）所提出的以落實核心素養(yǎng)為宗旨的基本理念，人教版高中生物學(xué)（2019年版）（以下稱新教材）應(yīng)運而生。下面通過對新教材和人教版高中生物學(xué)（2007年版）（以下稱舊教材）“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”的比較，幫助教師更充分地使用和挖掘教材，為高中生物學(xué)教學(xué)提供一定的參考。

1教材內(nèi)容的變化

1.1內(nèi)容體系的改變

新教材對舊版教材的內(nèi)容體系進(jìn)行了系統(tǒng)性的整合和修訂，將舊教材“生物膜的流動鑲嵌模型”的相關(guān)內(nèi)容轉(zhuǎn)移到第三章“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”進(jìn)行講授，刪去“物質(zhì)跨膜運輸?shù)钠渌麑嵗钡葍?nèi)容，并將“物質(zhì)跨膜運輸?shù)膶嵗薄氨粍舆\輸”“主動運輸”和“胞吞、胞吐”整合成兩節(jié)課進(jìn)行編著，兩版教材體系結(jié)構(gòu)見表1。新教材利用知識間的內(nèi)在聯(lián)系，從“水進(jìn)出細(xì)胞的原理”出發(fā)，以水分子為例，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)被動運輸，從而解決在舊教材使用過程中學(xué)生對水分子運輸方式和原理理解不夠深刻的知識斷層問題。新教材將“胞吞、胞吐”從小字部分調(diào)整為同主動運輸一起講解的正文主干知識，利于學(xué)生更好地比較主動運輸和胞吞、胞吐的異同點，進(jìn)而更好地理解能量在物質(zhì)輸入和輸出過程中所發(fā)揮的的重要作用。

1.2知識內(nèi)容的擴充

新教材主要對細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出過程中所涉及的核心概念、機理性知識和實例進(jìn)行補充，見表2。

1.3知識內(nèi)容的修訂

1.3.1水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的原理

由于新教材刪去“體驗制備細(xì)胞膜的方法”的實驗，所以將水進(jìn)出哺乳動物紅細(xì)胞的情景更換為將哺乳動物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，并在“思考·討論”中通過問題的形式引導(dǎo)學(xué)生思考臨床輸液時用生理鹽水的原因，培養(yǎng)學(xué)生善于運用生物學(xué)知識對生活實踐做出合理的解釋。1.3.2植物細(xì)胞壁的特性與作用

依據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》中關(guān)于“內(nèi)容聚焦大概念”的基本理念，新教材雖然在“植物細(xì)胞（左）和動物細(xì)胞（右）亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖”中已經(jīng)介紹了植物細(xì)胞壁的成分和作用，但在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗之前補充了植物細(xì)胞壁的特性和伸縮性較小等相關(guān)知識，強調(diào)水進(jìn)出植物細(xì)胞主要是指水經(jīng)過原生質(zhì)層進(jìn)出液泡。與老教材相比，新教材的描述更科學(xué)精確，有利于學(xué)生理解植物細(xì)胞壁的特點和質(zhì)壁分離現(xiàn)象發(fā)生的內(nèi)在原因，更好地理解水對于生命活動的重要性，充分體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)與功能觀和生命的物質(zhì)觀。

1.3.3探究植物細(xì)胞的吸水和失水

新教材在遵循探究實驗基本操作步驟的基礎(chǔ)之上對“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實驗進(jìn)行修訂，包括以下三個方面：①提出問題之前補充了“萎蔫菜葉浸泡在清水中，不久會變得硬挺”這一植物細(xì)胞吸水的真實情景，從細(xì)胞吸水和失水兩個方向激發(fā)學(xué)生思考，進(jìn)而更有效地引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題。②新教材刪去了提出問題和作出假設(shè)兩個部分的參考案例，直接提出問題“水分進(jìn)出植物細(xì)胞是通過滲透作用嗎？原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜？”，將舊教材中直接給出實驗設(shè)計參考案例的方式改為先通過思考和討論題引導(dǎo)學(xué)生嘗試進(jìn)行實驗設(shè)計再給出相應(yīng)的參考案例。修訂之后的實驗體系更加符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，使學(xué)生易于體驗探究實驗的設(shè)計過程。③在方法步驟中，新教材對取材和制作臨時裝片的操作進(jìn)行了細(xì)致描述，提高了學(xué)生動手操作的可行性。

1.3.4被動運輸?shù)母拍罴白杂蓴U散實例

新教材以黑體字的形式呈現(xiàn)被動運輸?shù)母拍?，強調(diào)物質(zhì)以擴散方式進(jìn)出細(xì)胞，不需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量。除了保留舊教材氧氣和二氧化碳進(jìn)出肺泡細(xì)胞的實例外，正文部分還對甘油、乙醇和苯等脂溶性小分子有機物進(jìn)出細(xì)胞的方式進(jìn)行描述，并通過旁欄思考題的方式激發(fā)學(xué)生分析甘油、乙醇等分子以自由擴散方式進(jìn)出細(xì)胞的原因，鼓勵學(xué)生通過思考去解釋原因，而非單純記憶。

1.3.5協(xié)助擴散和主動運輸?shù)母拍?/p>

舊教材關(guān)于協(xié)助擴散和主動運輸?shù)母拍疃紡娬{(diào)載體蛋白的重要作用，而新教材則將載體蛋白和通道蛋白統(tǒng)稱為轉(zhuǎn)運蛋白。修訂之后將協(xié)助擴散表述為“借助膜上的轉(zhuǎn)運蛋白進(jìn)出細(xì)胞的物質(zhì)擴散方式，也叫易化擴散”，主動運輸表述為“物質(zhì)逆濃度梯度進(jìn)行跨膜運輸，需要載體蛋白的協(xié)助，同時還需要消耗細(xì)胞內(nèi)化學(xué)反應(yīng)所釋放的能量的運輸方式”。這樣強調(diào)協(xié)助擴散需要轉(zhuǎn)運蛋白的幫助，而主動運輸需要載體蛋白的協(xié)助，便于學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)載體蛋白和通道蛋白的轉(zhuǎn)運機理，體會物質(zhì)跨膜運輸在細(xì)胞代謝過程中的重要意義。

1.3.6水分子進(jìn)出細(xì)胞的方式

舊教材中關(guān)于水通道蛋白的敘述只出現(xiàn)在“科學(xué)前沿”中，容易引起學(xué)生的對水分子進(jìn)出細(xì)胞方式的認(rèn)知錯誤；新教材則在正文部分通過時間線的描述方式，重點強調(diào)“過去普遍認(rèn)為水分子都是通過自由擴散進(jìn)出細(xì)胞，通過后來的研究表明，水分子更多的是借助水通道蛋白以協(xié)助擴散的方式進(jìn)出細(xì)胞”，利用“生物科學(xué)史話”欄目對水通道蛋白的探索歷程進(jìn)行描述，從而使學(xué)生充分理解“同一物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞時可能存在著多種運輸方式”，即培養(yǎng)了學(xué)生的辯證思維，又將水分子與被動運輸緊密聯(lián)系起來凸顯知識的整體性。

2教材旁欄和插圖的變化

教材旁欄的變化：①第四章開篇以治療某種高血壓藥物的說明書進(jìn)行導(dǎo)入，結(jié)合學(xué)生的生活實際，通過真實情景引導(dǎo)學(xué)生思考，明確本章節(jié)的學(xué)習(xí)意義；②補充“甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞吸收碘”真實情景作為問題探討，激發(fā)學(xué)生對主動運輸?shù)膶W(xué)習(xí)；③“本節(jié)聚焦”增添了關(guān)于胞吞、胞吐的相關(guān)要求，著重強調(diào)學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識之上要能夠理解細(xì)胞生命活動中不同運輸方式所存在的意義，明確物質(zhì)跨膜運輸方式與細(xì)胞結(jié)構(gòu)之間的關(guān)系，從而培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，幫助學(xué)生形成正確的生命觀；④“思考·討論”增加了對胞吞、胞吐過程的特點及意義的提問，幫助學(xué)生更好地理解胞吞、胞吐對細(xì)胞生命活動的重要意義；⑤“與社會的聯(lián)系”在保留囊性纖維病的基礎(chǔ)上增加阿米巴痢疾的發(fā)病原因及預(yù)防措施，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生命健康，培養(yǎng)社會責(zé)任。

教材插圖的變化：新教材補充了鉀離子通道模式圖、甲狀腺濾泡上皮細(xì)胞圖像、變形蟲的胞吞和胞吐示意圖以及瘧疾內(nèi)變形蟲吞噬人體細(xì)胞等圖像，在更科學(xué)的基礎(chǔ)上又增添了立體與美觀感，方便學(xué)生結(jié)合圖片理解物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞這一微觀抽象的過程。

3本章小結(jié)和課后習(xí)題的變化

根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的“以核心素養(yǎng)為宗旨”教學(xué)理念，新教材本章小結(jié)包括“理解概念”和“發(fā)展素養(yǎng)”兩個欄目?！袄斫飧拍睢睂Ρ菊轮匾拍罴捌鋬?nèi)在聯(lián)系進(jìn)行總結(jié)和歸納，幫助學(xué)生明確核心知識，“發(fā)展素養(yǎng)”則顯性化地對學(xué)生學(xué)習(xí)之后的素養(yǎng)發(fā)展設(shè)定明確要求，概括本章在發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)方面的價值，便于檢測學(xué)習(xí)成果。

在新教材中“練習(xí)與應(yīng)用”被劃分成“概念檢測”和“拓展應(yīng)用”兩項內(nèi)容?！案拍顧z測”對應(yīng)的是教材的基礎(chǔ)知識，大部分學(xué)生通過學(xué)習(xí)都可以自主完成；“拓展應(yīng)用”則是對學(xué)生理性思維和探究能力的提升，一方面通過對教材實驗步驟或操作進(jìn)行改進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計并分析其原因；另一方面通過結(jié)合“草履蟲伸縮泡在不同溶液中的變化”等真實情景，提高了教材的可用性，有助于培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和鍛煉學(xué)生的語言表達(dá)能力。

4啟示與思考

總體來看，新教材不僅在原有的知識體系和內(nèi)容上有所改變，還在教材插圖、旁欄和課后習(xí)題等多個方面進(jìn)行了修訂，凸顯立德樹人的根本任務(wù)，充分體現(xiàn)教材是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體地位。新教材不僅有利于學(xué)生更好地理解知識和進(jìn)行知識性實踐，還有利于指導(dǎo)教師的教學(xué)工作，讓教師更善于運用教材來培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，教師應(yīng)更注重教材的使用，特別是教材旁欄和課后習(xí)題的使用，提高學(xué)生的參與度，使學(xué)生增加閱讀能力、邏輯思維和語言表達(dá)的訓(xùn)練，減少偏、難、怪試題對學(xué)生的影響。

參考文獻(xiàn)：

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