中美高中主流生物學(xué)教材中科學(xué)家素材的比較分析

摘要；本文從教材所選取科學(xué)家素材的數(shù)量、內(nèi)涵、呈現(xiàn)位置、圖片類型四個方面對人教版普通高中教科書《生物學(xué)》（2019年版）和美國高中主流理科教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——生物：生命的動力》進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，了解兩國高中生物學(xué)教材中科學(xué)家素材的選擇和使用情況，并為我國科學(xué)家素材的編制與教科書教育價(jià)值的挖掘提供參考。

關(guān)鍵詞：科學(xué)家素材；高中生物學(xué)教材；科學(xué)家形象；欄目呈現(xiàn)

文章編號：1003-7586（2024）05-0075-03 中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》明確指出，要注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)?？茖W(xué)家是生物科學(xué)史的主要創(chuàng)造者和傳播者，他們的研究思路、方法，獻(xiàn)身科學(xué)的偉大精神，揭示的科學(xué)本質(zhì)等對提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是至關(guān)重要的。任何一個國家的中學(xué)生物學(xué)教材中都使用了科學(xué)家素材，但不同國家在編寫教材時，對科學(xué)家素材的選用標(biāo)準(zhǔn)是不同的。即使同一個國家，不同版本的教材所選用的素材也不盡相同。因此，整理教材中的科學(xué)家素材，并利用這些素材，開展相關(guān)教育教學(xué)是一個值得深入研究的主題，

鑒于此，本文擬以2019年人教版普通高中生物學(xué)教科書（以下簡稱“中版教材”）與美國高中主流理科教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者——生物：生命的動力》（Biology：The Dynamics of Life）（以下簡稱“美版教材”）為例，對中美兩個版本教材中科學(xué)家素材的選用進(jìn)行對比分析。

1科學(xué)家素材文字分析

1.1素材內(nèi)容比較

采用定量統(tǒng)計(jì)與定性分析的方法，比較中美生物學(xué)教材中文字部分科學(xué)家素材的應(yīng)用情況，分析得出：美版教材中科學(xué)家總數(shù)（n=118）略多于中版教材（n=115），中版教材科學(xué)家集中于必修1和選擇性必修3，美版教材多集中于上冊，素材內(nèi)容呈現(xiàn)多樣化，均包含科學(xué)家的成果、意義、方法、精神、圖片、格言（見表1）。

對比中美高中生物學(xué)教材選用科學(xué)家素材基本情況，有關(guān)科學(xué)家研究成果的描述占比均最大，中版教材對成果的敘述較詳細(xì)，美版教材更為簡潔，常用句式為“某位科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了……”進(jìn)行描述，如“尤金·肯尼迪（Eugene kennedy）發(fā)現(xiàn)了進(jìn)行細(xì)胞呼吸的線粒體”。其次，美版教材更加注重對科學(xué)家研究意義與價(jià)值的描述，共占比29.67％，主要突出科學(xué)家在生物科學(xué)史中的貢獻(xiàn)，如“喬安妮·喬瑞（Joanne Chory）的研究將有助于提高莊稼產(chǎn)量”。而中版教材較側(cè)重對科學(xué)家精神的渲染，為學(xué)生樹立正面的科學(xué)家榜樣，多次出現(xiàn)“經(jīng)過10年的努力”“幾百次實(shí)驗(yàn)”“經(jīng)歷一次又一次的失敗”等描述強(qiáng)調(diào)科學(xué)家堅(jiān)持不懈、百折不撓的探究精神。與科學(xué)家研究方法相關(guān)的敘述占比均位列第三，了解科學(xué)探究的方法與過程將有利于學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成。同時，兩國教材均采用少量的科學(xué)家圖片與格言，直觀地塑造科學(xué)家形象。最后，有關(guān)大篇幅的科學(xué)家生平介紹，中版教材有6處，美版教材沒有體現(xiàn)，我國教材著重突出科學(xué)家的合作精神和總體貢獻(xiàn)，降低了個人崇拜傾向。

1.2素材位置比較

兩國教材中科學(xué)家素材所處位置較為靈活，包括緒論、正文、欄目、時間軸、習(xí)題五大類（見表2），中版教材欄目板塊中的科學(xué)家素材最多，美版教材正文與時間軸中的素材較多。

在緒論處，中版教材通過“科學(xué)家訪談”的形式塑造了施一公、袁隆平、許智宏等院士不畏險(xiǎn)阻、團(tuán)結(jié)互助、鍥而不舍的中國科學(xué)家形象，同時結(jié)尾處“對高中生的寄語”又可拉近學(xué)生與科學(xué)家的距離，提高對科學(xué)家的職業(yè)認(rèn)同感，增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感，如孫儒泳教授勉勵學(xué)生“韶光易逝，勸君惜取少年時”。

中美兩國教材正文中有關(guān)科學(xué)家的敘述比重均位列第二，體現(xiàn)了對生物學(xué)科學(xué)發(fā)展歷史的重視。以DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)歷程為例，中版教材詳盡描述了五位科學(xué)家對DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的貢獻(xiàn)，突出研究歷程的曲折性與科學(xué)發(fā)展的自我否定性特點(diǎn)，有助于學(xué)生全面理解科學(xué)知識的形成過程；相比之下，美版教材則集中描述了富蘭克林（Rosalind EFrankLin）、沃森（James D Watson）和克里克（Francis H.C.Crick）三位科學(xué)家的相關(guān)研究，內(nèi)容敘述較為簡潔自然，并專門介紹富蘭克林對DNA模型的貢獻(xiàn)，強(qiáng)調(diào)女性科學(xué)家在科學(xué)史中的地位，反映了重視性別平等的教育理念。

中版教材欄目版塊中的科學(xué)家素材呈現(xiàn)更豐富、全面，且欄目的呈現(xiàn)較為細(xì)致多樣，在“問題·探討”“思考·討論”“學(xué)科交叉”“生物科學(xué)史話”“生物科技發(fā)展”板塊中均有針對科學(xué)家的介紹；相比之下，美版教材欄目板塊的科學(xué)家素材僅九處，分布于“生物學(xué)前沿”“野外調(diào)查”專欄中，例如，在“生物學(xué)前沿”專欄科普了托馬斯·馬蒂森（Thomas Mattiesen）研發(fā)出了組織工程心臟，在“野外調(diào)查”欄目中介紹了解剖學(xué)家通過尸檢幫助科學(xué)家研究鯨魚。

以“時間軸”呈現(xiàn)科學(xué)家素材是美版教材的一大特色，三冊教材共十個主題的時間軸將生命科學(xué)史和世界史、美國歷史交叉融合，促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)史的深刻認(rèn)識和系統(tǒng)性認(rèn)知；中版教材在選擇性必修3“科技探索之路”板塊也以時間軸形式記錄生物科學(xué)探索過程的重大事件，目的是梳理“從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到發(fā)酵工程”“細(xì)胞工程的發(fā)現(xiàn)歷程”“基因工程的誕生和發(fā)展”等重大發(fā)展脈絡(luò)。兩種教材在時間軸呈現(xiàn)科學(xué)家素材的方式上各有特色，前者注意跨學(xué)科融合，后者聚焦學(xué)科內(nèi)部發(fā)展，均有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)視野。

習(xí)題中涉及的科學(xué)家素材較少，中版教材在“練習(xí)與應(yīng)用”中要求學(xué)生完成圖解，培養(yǎng)學(xué)生的歸納概括能力，發(fā)展科學(xué)思維；美版教材中引用科學(xué)家素材的課后測評有八處，如提問“如果蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，那么赫爾希（Alfred D.Hershey）和蔡斯（Mareha C.Chase）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果會有什么不同？”，可以有效促進(jìn)學(xué)生邏輯推理能力和批判性思維的養(yǎng)成。

2科學(xué)家素材圖片分析

插圖是信息化的載體，科學(xué)家素材插圖在生物學(xué)教材中的應(yīng)用，不僅可以促進(jìn)學(xué)生對科學(xué)家的理解與學(xué)習(xí)，還能豐富教材內(nèi)容，傳達(dá)視覺上的美感。對比兩國教材科學(xué)家素材圖片發(fā)現(xiàn)（見表3），美版教材重視對研究對象的描述，通過生動清晰的插圖，既能增強(qiáng)趣味性，同時也有助于增進(jìn)學(xué)生對研究對象的了解。中版教材則側(cè)重對科學(xué)家工作環(huán)境和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的介紹，其中運(yùn)用了較多的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備圖和工作圖，設(shè)備圖可以促進(jìn)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程和方法的理解，工作圖多體現(xiàn)科學(xué)家觀察思考、刻苦鉆研的情景，有利于塑造生活化的科學(xué)家形象，消除學(xué)生對科學(xué)家的刻板印象。此外，美版教材中沒有科學(xué)家著作摘錄的插圖，而中版教材中有兩處，如在問題探討中通過插入達(dá)爾文的《物種起源》圖片引出討論問題，加深學(xué)生對科學(xué)家研究成果的認(rèn)識。

3小結(jié)與建議

通過對比分析得出，兩國教材中科學(xué)家素材的呈現(xiàn)方式多樣化，如借助欄目、時間軸等形式將科學(xué)史形象化。在文字方面，中版教材對科學(xué)家素材的描述較為詳盡，著重總結(jié)科學(xué)家的貢獻(xiàn)，通過描述科學(xué)家的探究精神，樹立積極正面的榜樣形象，相關(guān)圖片素材以工作環(huán)境的刻畫為主。美版教材的相關(guān)語言描述更為精煉，側(cè)重對科學(xué)家研究意義的敘述，突出女性科學(xué)家的價(jià)值，并通過時間軸串聯(lián)科學(xué)史中的重大事件，使整體的呈現(xiàn)更加宏觀和系統(tǒng)化，圖片素材則更多地聚焦于研究對象的介紹。

教科書中科學(xué)家素材的選用深刻影響著學(xué)生價(jià)值觀的形成與科學(xué)思維的養(yǎng)成，通過對比分析中美兩國高中生物學(xué)教材中科學(xué)家的呈現(xiàn)方式，對科學(xué)家素材的編制與使用提出以下建議。

第一，適當(dāng)豐富科學(xué)家素材，弘揚(yáng)科學(xué)家精神。豐富科學(xué)家素材可以體現(xiàn)在增加女性科學(xué)家的比重和恢復(fù)我國古代科學(xué)家在教材中的地位兩方面。一是各版本教材中出現(xiàn)的女性科學(xué)家較少，中版教材甚至沒有出現(xiàn)女性科學(xué)家圖片，可以通過彰顯屠呦呦、羅莎琳德·富蘭克林（Rosalind E FrankLin）、瑪莎·蔡斯（Martha C.Chase）等女性科學(xué)家的研究貢獻(xiàn)，對于消除學(xué)生對科學(xué)家的刻板印象具有積極意義，如美版教材對著名黑猩猩專家珍妮·古道爾（Jane Goodall）進(jìn)行介紹，呼吁人們保護(hù)環(huán)境，愛護(hù)地球。二是新課標(biāo)指出，課程內(nèi)容應(yīng)有機(jī)融入中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，強(qiáng)調(diào)中華文明的貢獻(xiàn)，而19年人教版教材對我國古代科學(xué)家的描述甚少，不利于學(xué)生民族自豪感的建立與自信心的培養(yǎng)。

第二，挖掘隱形科學(xué)家素材，發(fā)揮教科書的育人價(jià)值。將科學(xué)家素材融入教材，使得科學(xué)史教育“顯性化”。在生物學(xué)教材編寫中，強(qiáng)調(diào)科學(xué)家的研究成果和貢獻(xiàn)已成為趨勢，與之相關(guān)的科學(xué)家情感、態(tài)度、精神等隱形素材常被忽略。若教師善于挖掘隱形素材，積極創(chuàng)設(shè)科學(xué)史情景，將對學(xué)生價(jià)值觀與科學(xué)素養(yǎng)的形成產(chǎn)生潛移默化的巨大作用。除此之外，教材的主編、副主編等編寫人員也是隱形科學(xué)家素材，美版教材在扉頁詳細(xì)介紹了教材主要編寫者的生平信息，呈現(xiàn)方式豐富且溫馨，增強(qiáng)了內(nèi)容的可讀性，發(fā)揮教科書的教育價(jià)值。

第三，改進(jìn)對科學(xué)家素材的評價(jià)體系，塑造立體化的科學(xué)家形象。教材中對科學(xué)家生平成就的描述多為陳述性文本，呈現(xiàn)出理性客觀、情緒穩(wěn)定的科學(xué)家形象，而科學(xué)家也是普通人，人物特征并不是單一固定的。因而教師選擇的科學(xué)家素材應(yīng)貼近生活情景，兼顧科學(xué)家的工作與生活，借助多媒體工具，通過課題探究、模擬實(shí)驗(yàn)等途徑，從科學(xué)家的真實(shí)工作場景、工作過程和工作成果等方面展開多元化評價(jià)，發(fā)掘立體的科學(xué)人物，還原真實(shí)鮮活的科學(xué)家形象。

第四，加大習(xí)題的滲透力度，培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維。習(xí)題是鞏固知識、加深理解的良好平臺。當(dāng)課堂中教師對科學(xué)家素材與科學(xué)史的講解不夠深入透徹，學(xué)生的理解止于字面意義時，習(xí)題的輔助就顯得至關(guān)重要。將科學(xué)家素材與習(xí)題結(jié)合，既可加深學(xué)生對生物學(xué)知識的理解，還能在科學(xué)家曲折艱難的探索路徑中學(xué)會以辯證思維看待問題，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的養(yǎng)成，如美版教材的課后習(xí)題設(shè)置“批判性思維”專欄，可以加深學(xué)生對科學(xué)家實(shí)驗(yàn)探究的理解。