新舊人教版高中生物教材中實驗的比較和分析

摘 要：對新舊人教版教材必修一實驗?zāi)K的各元素進(jìn)行分析，可以看出新教材的實驗?zāi)K在頁面分布方面更加合理，注重學(xué)生閱讀的流暢性和思維的連續(xù)性；在字體、字號、文字間距等方面更加注重學(xué)生的閱讀感受，能提高學(xué)生的閱讀效率，方便書寫；在色彩圖像方面，新教材能夠更好地引導(dǎo)學(xué)生專注閱讀，幫助學(xué)生建立直觀認(rèn)識；在教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成上，新教材能夠幫助學(xué)生鍛煉科學(xué)思維，掌握教材中所包含的大概念，構(gòu)建正確的學(xué)科思維。高中生物教師在實際教學(xué)中應(yīng)注意教材的變化，以更好地利用教材，發(fā)揮教材對生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的功能。

關(guān)鍵詞：新舊教材；高中生物；實驗?zāi)K

作者簡介：李天亮（1995—），男，吉林師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院。

《分子與細(xì)胞》屬于高中階段生物學(xué)教學(xué)的基礎(chǔ)，涵蓋了細(xì)胞生物學(xué)最基本的知識，對于學(xué)生培養(yǎng)學(xué)科核心素養(yǎng)、構(gòu)建重要概念、掌握基本科學(xué)研究方法起到重要的作用。2019年版人教版高中生物學(xué)教材（以下簡稱新教材）在2003年版人教版高中生物教材（以下簡稱舊教材）的基礎(chǔ)上做了多方面的調(diào)整，尤其是在實驗部分。

生物學(xué)實驗是高中階段重要的教學(xué)活動，能夠有效鍛煉學(xué)生的思維，促進(jìn)學(xué)生對大概念的理解，有利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)［1］?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》明確指出，實驗教學(xué)是促成學(xué)生達(dá)成生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要支撐［2］。為了更好地達(dá)成教學(xué)目標(biāo)、呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，新舊教材在實驗數(shù)量、排版方式、文字大小、插圖等各個方面都有不同程度的改變。

一、實驗內(nèi)容編排的變化

從實驗數(shù)量上來看，在《分子與細(xì)胞》這一冊中，舊教材中編排了13個實驗，其中有9個屬于觀察類實驗、4個屬于探究類實驗；新教材中編排了12個實驗，刪除了實驗“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”和“體驗制備細(xì)胞膜的方法”，新增了探究性實驗“淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”，補充了知識點“酶的專一性”所對應(yīng)的實驗，進(jìn)一步突出了此部分內(nèi)容的重要性。

在新教材中，實驗內(nèi)容在組織形式上也有了一定的變化。如《分子與細(xì)胞》舊教材第六章第一節(jié)《細(xì)胞的增殖》中“細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸關(guān)系”這一實驗內(nèi)容在新教材中體現(xiàn)為“思維訓(xùn)練”模塊，這是新教材中首次出現(xiàn)的模塊，相比舊教材的實驗?zāi)K，更突出對學(xué)生的思維能力的鍛煉，能增強學(xué)生獨立思考和運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。從此變動也可以看出，新教材在內(nèi)容選擇方面更加細(xì)致，對知識的分類更加明確和清晰。

二、頁面排布的變化

教材是教學(xué)的主要依據(jù)，教材的排版方式對教學(xué)效率有著重要的影響。好的排版方式能夠提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，幫助學(xué)生更好地吸收所學(xué)的知識內(nèi)容，實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。良好的動線設(shè)計能夠?qū)θ似鸬揭I(lǐng)作用，而書籍中的動線存在雙重關(guān)系——讀者主動選擇閱讀書中的內(nèi)容，以及設(shè)計者引導(dǎo)讀者繼續(xù)閱讀［3］。教材具有特殊性質(zhì)，其承載內(nèi)容多且有一定難度，因此教材的動線設(shè)計需要更加靈活和具有機動性，以滿足最基礎(chǔ)的知識傳遞要求，用教材所包含的元素潛移默化地正向引導(dǎo)學(xué)生的思維。因此，教科書的頁面設(shè)計也尤為重要，需要能夠引導(dǎo)學(xué)生的目光走向，引領(lǐng)學(xué)生的思維。

在舊教材中，《分子與細(xì)胞》中有5個實驗是翻頁排布的，即實驗原理和實驗步驟等內(nèi)容在同一張紙的正反兩面，這種排版方式導(dǎo)致學(xué)生的眼神動線和思維動線變得不連續(xù)。同時，實驗的前半部分通常涉及實驗與生活的聯(lián)系、實驗原理和實驗器材等內(nèi)容，這種排版方式也在一定程度上使得學(xué)生閱讀實驗步驟的時間更多，因而更加關(guān)注實驗“怎么做”，而忽略了“為什么做”。這種傾向容易導(dǎo)致學(xué)生即便知道實驗如何做，但卻無法將所學(xué)到的知識運用到現(xiàn)實生活中?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》提出，“科學(xué)探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力［4］。2017年《普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明》也明確了在實驗與探究能力考查方面的要求，即考生能基于所學(xué)實驗方法和技能設(shè)計實驗、驗證生物學(xué)事實、分析和解釋實驗結(jié)果、根據(jù)實驗結(jié)果得出結(jié)論，以及對某些生物學(xué)問題進(jìn)行初步探究［5］。由此可見，忽視“為什么做”的學(xué)習(xí)是一種舍本逐末的學(xué)習(xí)，沒有很好地將生物學(xué)習(xí)與實際生活聯(lián)系起來，不符合素質(zhì)教育的要求。

在新教材中，12個實驗中只有1個實驗需要進(jìn)行翻頁閱讀，其余11個實驗的頁面排布都能夠做到流暢地跨頁閱讀，即平鋪教材后能夠完整閱讀實驗的原理、方法和步驟等各個環(huán)節(jié)，這提高了學(xué)生閱讀的流暢性，對于學(xué)生的大概念形成、核心素養(yǎng)發(fā)展、思維方式完善、科學(xué)探究能力和動手能力提高、社會責(zé)任感加強等起到了很好的促進(jìn)作用。

三、文字排版的變化

新舊教材在文字排版方面的變化主要體現(xiàn)在字體的選擇和變更、字號大小的變化以及行間距和字間距的調(diào)整。

在字體選擇方面，新教材在不同的實驗?zāi)K中采用了不同的字體。例如，“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”和“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”這兩個實驗作為探究性實驗，其目的在于引導(dǎo)學(xué)生基于學(xué)到的知識發(fā)散思維，增強學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力和意識，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和思維獨創(chuàng)性［6］。因此，這樣的內(nèi)容不能千篇一律，需要不同的字體排版來給人以新鮮感。

在舊教材中，實驗文字部分的字體主要是黑體和宋體，只有“參考案例”和“參考資料”兩個小標(biāo)題使用了楷體。這種編排略顯沉悶，并且容易使學(xué)生在閱讀的過程中難以區(qū)分正文和探究步驟。而在新教材中，“實驗原理”“提出問題”“參考案例”三個部分都以黑體呈現(xiàn)小標(biāo)題，正文字體為宋體，給人一種嚴(yán)肅沉穩(wěn)的感覺，而在需要學(xué)生進(jìn)行假設(shè)、動用發(fā)散思維和創(chuàng)造思維的部分，使用了比較活潑的行楷和仿宋字體。這種對比有利于重點內(nèi)容的突出，有助于學(xué)生對知識的理解和整體知識體系的構(gòu)建，讓學(xué)生體會到生物學(xué)探究性實驗并不是沉悶、死板的，而是嚴(yán)謹(jǐn)與輕松相結(jié)合的探究學(xué)習(xí)過程。

就文字字號來說，新教材對字號、行間距、字間距等都進(jìn)行了放大。有研究表明，在文字信息的理解和加工過程中，除漢字本身所帶有的字義之外，字號、行間距、字間距等視覺因素也是影響讀者閱讀的重要因素。白學(xué)軍、曹玉肖、顧俊娟、郭志英和閆國利研究發(fā)現(xiàn)，字號越大，閱讀效果越好［7］。此外，還有研究表明，字體的大小在一定的程度上會通過影響注意概率、注意次數(shù)等指標(biāo)影響讀者對于文字內(nèi)容的認(rèn)知。小字號會增加讀者的認(rèn)知加工負(fù)擔(dān)，使讀者在閱讀的過程中更費力。因而適當(dāng)增加字體的大小可以提高閱讀效率，大字號的文字能讓讀者的注視概率增加，使其更易理解文字含義［8］。

綜上所述，新教材對文字字體、字號等的優(yōu)化，能從閱讀時的注意次數(shù)、注意概率等方面協(xié)助學(xué)生提高閱讀效率，提升閱讀效果。這種變化有助于學(xué)生更好地掌握教材中的知識點，減少對知識點的遺漏。

四、色彩圖像的變化

新舊教材的實驗?zāi)K排版在色彩圖像方面也有很大改變，主要體現(xiàn)在兩個方面。一方面，實驗?zāi)K背景顏色發(fā)生了明顯的變化。在舊教材中，觀察性實驗選擇了由黃色漸變?yōu)榘咨倪吙颍骄啃詫嶒瀯t選擇了由藍(lán)色漸變?yōu)榘咨倪吙?。無論是觀察性實驗還是探究性實驗的正文部分都以白色為背景顏色，線框只是單純起到了劃分區(qū)域的作用。而在新教材中，觀察性實驗和探究性實驗都選擇了藍(lán)紫色作為模塊的背景顏色，與教材紙張顏色形成了鮮明的對比，使讀者能夠更好地辨認(rèn)實驗部分的內(nèi)容及范圍。相關(guān)研究表明，色彩圖像對于學(xué)習(xí)者的認(rèn)知和學(xué)習(xí)有著重要的影響。其中，藍(lán)色被廣泛認(rèn)為是較為溫和、不刺眼的顏色，有助于促進(jìn)學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)材料的加工［9］。此外，藍(lán)色在視覺感知上也具有較好的引導(dǎo)和保持視覺注意力的優(yōu)勢［10］。因此，新教材中實驗?zāi)K背景顏色的更改不僅能夠更好地幫助學(xué)生確定學(xué)習(xí)內(nèi)容，還能夠延長學(xué)生注意力保持的時間，提高學(xué)習(xí)效果。

另一方面，教材中的實驗插圖內(nèi)容也進(jìn)行了調(diào)整。插圖是教材中的重要組成部分，是教材的“第二語言”，是對實驗文本內(nèi)容的補充說明。插圖可以讓學(xué)生對實驗現(xiàn)象形成直觀的認(rèn)識，幫助學(xué)生更深入地研讀、加工、處理和轉(zhuǎn)化知識。對于教師而言，插圖的存在能夠減輕教學(xué)負(fù)擔(dān)。在教學(xué)過程中，教師可以利用插圖引導(dǎo)學(xué)生，讓學(xué)生更好地掌握知識。

對比新舊教材中共有的12個實驗，它們在插圖方面主要有以下兩點不同。

第一，插圖的數(shù)量。新教材中共新增了10幅插圖，這些新插圖所表現(xiàn)的都是實驗的步驟、方法，以及能夠觀察到的實驗結(jié)果。如新教材在“觀察根尖分生區(qū)組織細(xì)胞的有絲分裂”這一實驗中，直接給出了顯微鏡下洋蔥根尖細(xì)胞有絲分裂不同時期的圖像；在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”這一實驗中，以圖片的方式展示了斐林試劑、雙縮脲試劑等試劑的顏色變化現(xiàn)象；在“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”實驗中給出了“學(xué)生正在用打孔器打出圓形小葉片”的圖像。插圖數(shù)量的增加，能夠賦予教材不同的色彩，增加學(xué)生閱讀教材時的新鮮感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

第二，插圖的質(zhì)量。新教材中的插圖清晰度更好、色彩更加鮮明。如在“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”實驗中，大腸桿菌電鏡照片由黑白圖片變成了彩色圖片，簡單的大腸桿菌結(jié)構(gòu)模式圖變成了大腸桿菌透射電鏡照片。同時，新教材也對原來的插圖進(jìn)行了合理刪減，如在“高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動”實驗中，在圖片展示篇幅不變的情況下，刪減了染色后線粒體的圖片，重點突出放大了高倍顯微鏡下黑藻的葉綠體的圖片。

這些插圖能夠通過視覺的沖擊，幫助學(xué)生對實驗儀器或?qū)嶒灢僮鞯刃纬芍庇^的了解，實現(xiàn)“據(jù)文觀圖，以圖促文”，有助于學(xué)生進(jìn)行知識遷移和知識體系搭建，有利于學(xué)生對教材中的重要知識點進(jìn)行再現(xiàn)和記憶。

結(jié)語

通過對新舊人教版高中生物必修一《分子與細(xì)胞》中實驗的內(nèi)容進(jìn)行比較和分析，我們可以發(fā)現(xiàn)新教材在實驗內(nèi)容上有了明顯的改變，更加注重對于學(xué)習(xí)者的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)以及科學(xué)思維能力的訓(xùn)練。同時，新教材改動了原有的頁面排布、字體字號、字間距、插圖等，更加有利于學(xué)生對知識進(jìn)行整體性、系統(tǒng)性的掌握，凸顯了生物實驗的教學(xué)功能。因此，在高中生物實驗教學(xué)中，教師應(yīng)該更加善于利用教材中的各種元素，幫助學(xué)生更好地掌握知識和構(gòu)建知識框架，發(fā)揮生物實驗的學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)作用，做到以生活為基礎(chǔ)，使學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)生物，將所學(xué)到的知識合理地運用到現(xiàn)實生活中，在明白“怎么做”的同時更清晰地了解“為什么做”，從而真正通過生物學(xué)習(xí)提升核心素養(yǎng)。

［參考文獻(xiàn)］

翟肖肖.“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下高中生物學(xué)實驗教學(xué)方法的研究：以章丘區(qū)為例［D］.濟南：山東師范大學(xué)，2020.

中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

孫亞云.書籍中的“動線”：談書籍裝幀與讀者的互動關(guān)系［J］.裝飾，2004（11）：78.

中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2020.

教育部考試中心．2017年普通高等學(xué)校招生全國統(tǒng)一考試大綱的說明［M］．北京：高等教育出版社，2017：400．

黃官磊.新形勢下高中生物如何有效開展探究性實驗［J］.中國校外教育，2015（20）：112.

白學(xué)軍，郭志英，顧俊娟，等.詞切分對日-漢雙語者漢語閱讀影響的眼動研究［J］.心理學(xué)報，2011，43（11）：1273-1282.

田欣卉.字體大小、類型和標(biāo)注對中文閱讀影響的眼動研究［D］.沈陽：沈陽師范大學(xué)，2019.

黃俊虎.英語閱讀過程中的色彩心理效應(yīng)［J］.安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版），2014，31（4）：61-62.

曹曉靜.學(xué)習(xí)資源畫面色彩表征影響學(xué)習(xí)注意的研究［D］.天津：天津師范大學(xué)，2020.