高中生物教科書實驗內(nèi)容比較研究*
——以人教版和南一書局版為例

呂建昕，鄧 可，王 溯，聶冬梅，張 青，文方林，萬 順，常 爽，崔 婷

（貴州師范學院生物科學學院，貴州 貴陽 550018）

隨著2018 年全國教育大會的如期召開，為了落實大會的教育思想，提升全體國民素質(zhì)，我國開始進入了新一輪的課程改革。教材作為課程改革的核心要素，對于學生的學習起著至關(guān)重要的作用。2020 年教育部制定《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》[1]，提出了包含生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4 個維度的生物學學科核心素養(yǎng)。實驗作為達成生物學學科核心素養(yǎng)的重要手段之一，是生物學中不可或缺的一部分。因此，優(yōu)化實驗內(nèi)容，提升生物實驗教學就顯得尤為重要。通過對不同版本生物教科書的實驗內(nèi)容比較，從中找到不同版本教科書中生物學實驗的優(yōu)點和不足，取長補短從而完善教科書實驗內(nèi)容，這已經(jīng)成為當今教科書改革研究的重要問題。兩版教科書在生物學教育上的側(cè)重點各有不同，實驗的設(shè)置和編排也各有特色。因此，為了更好地提升學生科學思維和科學探究能力，完善我國高中生物教科書中實驗內(nèi)容的編寫及修訂，有必要對兩版教科書當中的實驗內(nèi)容進行比較。

1 兩版高中生物教科書實驗項目的基本情況

兩版高中生物教科書中的實驗項目基本情況如下：人教版教科書共計12 個章節(jié)21 個實驗（見第26頁表1），南一書局版教科書共計3 個章節(jié)9 個實驗（見第26頁表2）。從整體上看，南一書局版實驗數(shù)量遠少于人教版實驗數(shù)量。

2 兩版高中生物教科書實驗類型編排的比較

根據(jù)兩版高中生物教科書中實驗項目的基本情況，從實驗過程的角度來看可將生物教科書中的實驗項目分為觀察型、檢測型、探究型、模型構(gòu)建、調(diào)查類實驗五大類[2]，將兩版高中生物教科書中不同類型實驗的編排數(shù)量進行對比分析，得出統(tǒng)計結(jié)果如下。

從實驗類型及比例上看，人教版教科書實驗內(nèi)容部分含有5 種類型實驗，探究型實驗占比最大，為38.10%；其次為觀察型實驗和模型構(gòu)建實驗，占比均為23.81%；檢測型實驗占比為9.52%；調(diào)查類實驗最少，占比為4.76%。南一書局版教科書主要以觀察型實驗為主，占比為55.56%；其次為調(diào)查類實驗，占比為22.22%；最后為模型構(gòu)建實驗及檢測型實驗，占比均為11.11%；無探究型實驗。

3 兩版高中生物教科書實驗設(shè)計的比較

3.1 實驗材料用具的比較

3.1.1 實驗材料用具的比較程序

好的實驗材料、用具可以開闊學生的知識面，同時能夠培養(yǎng)學生的辯證思維能力。隨著生物課程改革的不斷推進，教科書中的實驗器材逐漸生活化，不僅能調(diào)動學生實驗的興趣，拉近學生與實驗的距離，更為教師節(jié)約了準備實驗的時間與成本。

實驗材料及用具具體程序?qū)Ρ热缦隆?/p>

首先，將生物實驗中的材料及用具按照來源分成兩大類，即實驗室類與生活類；其次，將兩類實驗材料及用具在不同版本教科書上的數(shù)量及比例進行統(tǒng)計；最后，將統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)進行比較研究，得出結(jié)論[3]。

3.1.2 實驗材料用具的比較過程

通過將兩版高中生物教科書實驗內(nèi)容中的材料及用具進行分類統(tǒng)計，得出統(tǒng)計結(jié)果如下。

兩版高中生物教科書中生物實驗的材料及用具都盡可能選擇生活用品，人教版教科書中生活類實驗材料及用具占比為46.00%，南一書局版占比為45.71%，并且兩版生活類材料及用具比例接近半數(shù)，由此可見兩版教科書注重在高中生物學實驗學習中融入實際生活。此外，兩版高中生物教科書以實驗室類材料及用具為主，人教版教科書中實驗室類材料及用具占比為54.00%，南一書局版占比為54.29%，兩版實驗室材料及用具比例相差不大。

3.2 實驗步驟的比較

通過對比人教版教科書和南一書局版教科書中的實驗步驟可知，人教版教科書實驗步驟一般包括實驗原理、目的、材料用具、方法過程、實驗結(jié)論、實驗討論；南一書局版教科書實驗步驟主要包括實驗?zāi)康?、材料用具、方法過程、實驗結(jié)論、實驗討論，缺少實驗原理。實驗過程中，人教版教科書多為學生親自動手配置實驗試劑，處理實驗材料，使用多種實驗儀器，如用研缽研磨綠葉等；南一書局版教科書中則使用配置好的實驗試劑，材料一般選取永久裝片。相比之下，人教版教科書實驗步驟相對復(fù)雜，更注重學生的動手操作。

4 兩版高中生物教科書實驗呈現(xiàn)方式的比較

生物教科書中實驗呈現(xiàn)方式的比較可分為實驗插圖和語言表達兩方面[4]。

4.1 實驗插圖的比較

教材插圖是指教材中一切圖像的總和，作為文字的補充可將知識直觀形象地呈現(xiàn)出來[5]。教科書的插圖具備直觀性、形象性，能將生物教科書中的概念、規(guī)律、原理形象地呈現(xiàn)出來[6]。Pozzer L L 等[7]根據(jù)插圖的功能將生物教科書中的插圖劃分為：裝飾性圖片、說明性圖片、解釋性圖片、補充性圖片4種類型。

從總體來看，人教版教科書共計40 張實驗插圖；南一書局版教科書共計19 張實驗插圖。兩版高中生物教科書中說明性圖片占比均超過50%，其中人教版教科書說明性圖片數(shù)量為31 張，占比為77.50%；南一書局版數(shù)量為10 張，占比為52.63%。相比之下，人教版教科書說明性圖片數(shù)量和占比均高于南一書局版教科書。由于說明性圖片能夠?qū)旧系某橄蟾拍罹唧w化呈現(xiàn)，所以在一定程度上人教版教科書更能夠幫助學生理解抽象概念。

兩版高中生物教科書中，人教版教科書中解釋性圖片占比為17.50%，南一書局版占比為36.84%。由于解釋性圖片能夠為照片中的物體或現(xiàn)象命名，解釋圖片中所表達的含義還添加了有關(guān)該物體或現(xiàn)象的其他信息，所以針對較難解釋的概念，南一書局版教科書更有利于學生參考，能更好地幫助學生學習知識。

兩版高中生物教科書中補充性圖片的占比不高。人教版教科書數(shù)量為2 張，占比為5.00%；南一書局版教科書數(shù)量為2 張，占比為10.53%。由于補充性圖片能添加正文中未提及的新消息，還有助于學生進一步理解生物學概念，開拓思維。

結(jié)合不同類型圖片的功能發(fā)現(xiàn)，解釋性圖片和補充性圖片在培養(yǎng)學生邏輯思維能力，在學生對生物學概念的理解上起到重要作用[7]。通過對比兩版生物教科書中的圖片類型及占比可以得知，南一書局版教科書解釋性圖片、補充性圖片占比分別為36.84%，10.53%，人教版教科書解釋性圖片、補充性圖片占比分別為17.50%，5.00%。由于南一書局版所占比例是人教版的近兩倍（見圖1），因此在提升學生思維能力和對生物學概念深層次理解上，南一書局版教科書要優(yōu)于人教版教科書。

從插圖選取上看，人教版教科書有45.00%的圖片為實物圖，南一書局版教科書中也有47.37%的圖片為實物圖（見圖2）。實物圖不僅具有寫實性、直觀性的特點，而且能傳遞給學生更加直接的信息，拉近了與學生的距離[8]。通過對比可知，兩版教科書中實驗內(nèi)容部分近半數(shù)圖片為實物圖，都能很好地貼近學生生活，激發(fā)學生的學習熱情。

4.2 語言表達的比較

實驗活動中文字的呈現(xiàn)是其重要的形式之一。根據(jù)發(fā)展心理學的研究表明，對于內(nèi)容相同的知識，用不同的方式表達會在一定程度上影響學習者對知識的認知程度[9]。書本中靜態(tài)的文字表述會影響學生對于知識的認知，因此科學合理、邏輯清晰、完整的表述更加能夠促進學生對于實驗內(nèi)容的理解和領(lǐng)悟。

兩版教科書中的實驗內(nèi)容在表述方式上可以從活動體例詞語編寫和語言內(nèi)容兩個方面進行比較[10]。

4.2.1 實驗活動體例詞語編寫比較

人教版教科書實驗活動體例編寫詞語有：目的要求、材料用具、提出問題、做出假設(shè)、設(shè)計實驗、方法步驟、進行實驗、結(jié)果和結(jié)論、注意。南一書局版教科書實驗活動體例編寫詞語與其大致相同，有：說明、目的、器材、課前想一想、步驟、問題與討論、應(yīng)用。相比之下人教版教科書活動體例詞語編寫更加細致，實驗層次更加清晰。

4.2.2 語言內(nèi)容比較

兩版教科書實驗語言內(nèi)容表述從3 個方面進行比較，包括實驗前、實驗中、實驗后（見表3）。

通過對比發(fā)現(xiàn)：實驗前，兩版教科書都講述了實驗?zāi)康?、背景，便于學生學習實驗內(nèi)容。實驗中，人教版教科書多以陳述句形式講述實驗步驟，描述實驗結(jié)果；南一書局版則多以疑問句形式。相比之下南一書局版教科書語言內(nèi)容表述更能激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生學習知識。

5 兩版高中生物教科書實驗安全的比較

5.1 實驗安全教育編排結(jié)構(gòu)比較

人教版高中生物教科書的實驗安全教育主要出現(xiàn)在高中生物必修一《分子與細胞》中的附錄里，包括基本實驗安全規(guī)則、實驗安全標示和警告標識，在必修二《遺傳與進化》中未有體現(xiàn)；南一書局版教科書中沒有實驗安全規(guī)則、實驗安全標識等方面內(nèi)容。

5.2 實驗過程中安全教育比較

實驗過程中的安全教育通常體現(xiàn)在實驗內(nèi)容中的警示符號，實驗過程提醒和說明以及實驗結(jié)束時的要求[11]。人教版教科書中的3 個實驗中有實驗過程提醒和說明，而南一書局版中只有1 個。關(guān)于警示符號和實驗結(jié)束的要求兩版教科書都未體現(xiàn)。

相比之下，人教版教科書的實驗安全教育要好于南一書局版教科書。但是對于實驗中存在的實驗試劑安全隱患、儀器使用操作隱患、實驗事故處理辦法等方面，兩版教科書仍需加強。

6 兩版高中生物教科書實驗內(nèi)容比較研究結(jié)論

6.1 實驗內(nèi)容編排比較的研究結(jié)論

從實驗數(shù)量上看，人教版教科書多于南一書局版教科書；從實驗類型上看，人教版教科書分為探究型、檢測型、模型構(gòu)建、觀察型、調(diào)查類5 種，南一書局版教科書分為檢測型、模型構(gòu)建、觀察型、調(diào)查類4 種，缺少探究型實驗。相比之下，人教版教科書實驗內(nèi)容能夠充分發(fā)揮學生的主觀能動性，并且有利于培養(yǎng)學生的探究能力和解決問題的能力。

6.2 實驗設(shè)計比較的研究結(jié)論

實驗用具、材料選取上，兩版高中生物教科書中都盡可能選擇生活類材料用具。由此可見，兩版教科書的實驗選材在科學性、合理性的前提下注重在高中生物學實驗學習中融入實際生活，這樣做能夠更好地鼓勵學生思考，探究日常生活中的生物學現(xiàn)象，解決生活當中的實際問題。

實驗步驟設(shè)計方面，人教版教科書的實驗步驟比南一書局版教科書更加完善、全面。在步驟實施中，人教版教科書比南一書局版教科書更注重學生實際操作能力的培養(yǎng)。

6.3 實驗呈現(xiàn)方式比較的研究結(jié)論

插圖類型及頻率方面，兩版教科書中說明性圖片所占比例較大，其次是解釋性圖片，最后是補充性圖片。從圖片功能來看，解釋性圖片和補充性圖片更能培養(yǎng)學生的思維能力，而南一書局版教科書這兩種圖片類型的總占比高于人教版教科書，因此南一書局版教科書更能培養(yǎng)學生的思維能力。此外，兩版教科書所選圖片都較為美觀，且多選用實景圖，增加了實驗的趣味性和真實性。

語言文字呈現(xiàn)方面，兩版教科書語言文字闡述清晰。人教版教科書實驗內(nèi)容中的語言表述多為陳述句，南一書局版教科書多為疑問句，更能激發(fā)學生的學習興趣。

6.4 實驗安全比較的研究結(jié)論

兩版高中生物教科書均強調(diào)實驗安全。人教版教科書中編排了實驗安全規(guī)則、實驗安全標示和警告標識；南一書局版教科書并未體現(xiàn)實驗安全規(guī)則、安全標識和警告標識。相比之下，人教版教科書中實驗安全編排較好。但是，兩版中的實驗安全教育都有所欠缺，提醒學生實驗安全的力度不夠。

7 生物教科書實驗內(nèi)容編寫的建議

教科書是教師教學、學生學習資料中的核心要素，為了進一步完善實驗教學，培養(yǎng)學生生物學學科核心素養(yǎng)，為我國課程改革貢獻一份力量，現(xiàn)對生物教科書實驗部分編寫提出以下建議。

7.1 實驗內(nèi)容

實驗內(nèi)容編寫方面應(yīng)立足核心素養(yǎng)，提供多類型、成體系培養(yǎng)學生科學探究能力的實驗。這些實驗應(yīng)以學生已有的科學概念、經(jīng)驗為基礎(chǔ)，從多個角度和層次圍繞多個主題展開；針對特定實驗主題設(shè)計編排一系列由簡至繁、由易到難的科學實驗或探究活動，幫助學生理解科學實驗的內(nèi)涵，提升個人實驗?zāi)芰Α?/p>

7.2 實驗設(shè)計

實驗器具和材料應(yīng)仔細考慮到實驗環(huán)境、器具材料獲取的難易程度等方面，在確保學生安全、實驗效果明顯的前提下，選擇較為科學合理、貼近學生生活的實驗材料和器具，利于實驗教學的開展。實驗步驟設(shè)計應(yīng)該層次清晰、嚴謹，加入開放性實驗問題，在鞏固學生知識的同時幫助學生遷移知識，幫助學生得出重要的生物學概念和培養(yǎng)能力。

7.3 實驗呈現(xiàn)

實驗呈現(xiàn)上應(yīng)編排規(guī)范、生動、科學的實驗插圖和語言文字。實驗插圖應(yīng)選擇具有代表性、質(zhì)量較高的實物圖，增加與文章內(nèi)容相關(guān)的裝飾性圖片、解釋性圖片、補充性圖片，在增加圖片的立體感和協(xié)調(diào)性。語言文字應(yīng)當科學合理、邏輯清晰、表述完整，在增加語言趣味性的同時開拓學生思維，培養(yǎng)學生勤于思考的習慣。

7.4 實驗安全

教科書中的實驗內(nèi)容存在安全隱患，應(yīng)當及時標識，在書后以附錄的形式展示實驗基本安全規(guī)則，并單獨設(shè)立教學內(nèi)容，方便學生統(tǒng)一學習，增強安全意識。建議教科書中實驗結(jié)束后增加“清理實驗材料，清潔實驗室衛(wèi)生”等語句，培養(yǎng)學生的良好習慣，落實課程標準中實驗安全的實施建議。