如何用好高中生物教材

中圖分類號：G624 文獻標志碼：A 文章編號：1673-4289（2013）02-0020-03

新課標下的人教版高中生物教材比原大綱版的教材有了很大的變革，筆者將結合教學經驗來談如何正確使用教材，幫助教師體會教材的編寫意圖。

一、科學靈活的處理教材

教材是教師實施課程標準所使用的主要課程資源，但不是唯一資源（如每章后面的“網站登錄”提供了網絡上的教學資源，生活中的資源等）。按照新課程理念，教師既是教科書的使用者，也是教科書的建設者。教材中的內容（包括知識性內容、活動、習題、討論題、課外閱讀材料等）并不是要求所有學生都必須全部學習的。教師可以在完成課標內容標準的基礎上，對教學內容進行取舍或增添。例如，必修1模塊教材45頁中的“知識鏈接”欄目就可以在教學中忽略。必修2教材中第4章第3節內容為選學，不是主干知識且刪去也不影響學生對遺傳學的學習，故可以刪去。另外，一些探究活動和實驗也可以結合其重要性和學校實際條件來決定是否讓學生親自來做。比如“實驗檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”、“探究植物細胞的吸水和失水”等可以讓學生來做，“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”、“探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度”等可以通過實驗視頻演示給學生。

二、將科學方法貫穿于教材

（一）“系統論”方法在教材知識呈現方式上的應用

系統作為由若干相互作用和相互聯系的要素（部分）的有機結合，形成具有一定結構和功能的整體，它的本質特征就是有機的整體性。在現代科學的整體化和高度綜合化發展的趨勢下，系統論反映了現代科學發展的趨勢，反映了現代社會化大生產的特點，反映了現代社會生活的復雜性[1]68。

必修模塊的教材就是遵循了系統的觀點進行了內容上的編排。比如必修1教材主要就是圍繞細胞這一基本生命系統展開學習的，除了第1章外，把必修1教材可分為微觀的系統的組成和結構（組成細胞的分子、系統的邊界——細胞膜、系統內的分工合作——細胞器、系統的控制中心——細胞核）、系統的功能（細胞的物質輸入和輸出、細胞的能量供應和利用）、系統的發展和變化（細胞的增值、分化、衰老、凋亡、癌變），這三個子系統是相互聯系共同構成細胞這一生命系統的。每一章節的內容也是按照系統論的觀點編排的。比如第3章《細胞的基本結構》從系統的視角出發分為細胞膜、細胞質、細胞核三節內容，細胞膜一節中由于本模塊的第4章將會詳細介紹生物膜的流動鑲嵌結構模型以及物質出入細胞的幾種方式，因而對細胞膜的結構只字未提，對于細胞膜控制物質進出細胞的功能也是點到為止，避免與第4章重復，從而符合學生認知規律。細胞器的學習也不再一一列舉其結構、功能，而是作為一個系統的組分，既講到不同細胞器的分工，也講到它們之間的合作。細胞核主要以模式圖的形式介紹了細胞核的結構，文字部分闡述了DNA、染色體、染色質之間的關系，既承接了第2章的核酸部分，又為第6章的學習奠定基礎。

因此，本章的教學中，教師要按照系統的觀點確定教學的次序和重難點，在第1章學生對“細胞是基本的生命系統”認同的基礎上進一步用系統的觀點來讓學生認識細胞的各種結構既相對獨立又緊密聯系，認識細胞的生命活動是怎樣通過各組成部分的協調配合來完成的，并充分聯系學生初中階段已有的知識來激發學習興趣。

總之，教師要按照系統的觀點認識教材，找出不同模塊、不同章節之間的邏輯聯系，找出高中教材內容與初中教材內容之間的邏輯聯系，并結合學生的學情來安排教學進度、確定講授內容的繁簡、把握知識的深度和難度。當然，必修1模塊的教材也是非常側重觀察和實證的科學方法的，這從必修1教材中九個實驗、四個探究可以看出。

（二）“假說——演繹法”方法在教材中的體現

科學假說是人們以一定的經驗材料和已知的科學事實為依據，以已有的科學理論和技術方法為指導，對未知的自然事物或現象產生的原因和運動規律及其未知事物的存在或尚待發現的預期事物的形象等所做出的推測性解釋。假說必須經過科學實踐的檢驗才能發展成為科學理論，而假說的可檢驗性同假說的演繹展開的可能性是緊密聯系的。觀察、實驗所檢驗的常常不是假說本身而是假說的推論。所以，“假說——演繹法”是在觀察和分析的基礎上提出問題以后，通過推理和想象提出解釋問題的假說，根據假說進行演繹推理，再通過實驗檢驗演繹推理的結論，如果實驗結果與預期的結論相符，就證明假說是正確的，反之，則證明假說是錯誤的[1]71。

必修2模塊教材就主要體現了“假說——演繹法”的應用。如孟德爾的豌豆雜交實驗；薩頓提出基因位于染色體上的假說，后來摩爾根用果蠅雜交實驗證實了薩頓的假說；DNA分子的雙螺旋結構以及半保留復制方式的提出與證實；以及中心法則的提出與證實等等。這些都是“假說——演繹法”的案例。因此，在教學中不僅要引導學生獲得知識和技能，而且要引導學生體驗知識形成的過程（即過程與方法），讓學生在眾多事實面前試著提出自己的假說，并進行邏輯的演繹，領悟科學家的思維方式和加強科學方法的訓練。

（三）模型建構方法與教材知識的呈現

模型是人們為了某種特定目的而對認識對象所作出的一種簡化的概括性的描述，這種描述可以是定性的，也可以是定量的；有的借助于具體的實物或其他形象化的手段，有的則通過抽象的形式來表達。包括物理模型、概念模型、數學模型等。

1.物理模型

以實物或圖畫形式直觀地表達認識對象的特征，就是物理模型。如必修1中“嘗試制作細胞的三維結構模型”可以幫助學生很好構建細胞的微觀結構。必修2中“建立減數分裂中染色體變化的模型”可以幫助學生理解減數分裂過程中染色體變化的規律?！爸谱鱀NA雙螺旋結構模型”這些模型建構對于有條件的學校應盡量由學生完成。學生在老師的引導下通過真正的“做”科學的過程，既能學到知識內容，又能掌握更深入地運用和探究生物學知識所必需的思維方法，使探究能力得以提高，同時形成正確的對待科學問題的觀點和態度。

2.概念模型

概念模型是以文字表述來抽象概括出事物本質特性的模型[2]33，概念圖是其主要形式。如圖解式解釋模型很好地闡述了達爾文自然選擇學說的要點；雜交過程圖解事實上是一個概念模型，它按遺傳學的規律用文字和箭頭等把雜交的過程簡單化，來體現雜交試驗的過程并解釋雜交實驗的結果，并可通過演繹和推理來預測某些雜交試驗的結果等。

3.數學模型

按照必修3教材描述，數學模型是用來描述一個系統或它的性質的數學形式。具體來講，數學模型就是用字母、數字及其他數學符號建立起來的等式或不等式以及圖表、圖像等描述客觀事物的特征及其內在聯系的數學結構表達式[2]34。必修3很好地運用了數學模型來解決生物學問題。如種群增長的“J”型曲線和“S”型曲線，可以建立坐標曲線圖式的數學模型來反映種群數量的變化趨勢?！癑”型曲線也可以建立數學方程式的數學模型Nt=N0λt；標志重捕法也可以建立數學方程式的數學模型■=■（N為種群數量的估計值；N1為第一次捕獲并標記的種群個數；N2為第二次捕獲的個數；N0為第二次捕獲的個數中被標記的個數）；種間關系如競爭、捕食、互利共生等可以建立坐標曲線圖式的數學模型；探究培養液中酵母菌種群數量的變化中也可以建立坐標曲線圖式的數學模型等。

因此，教師在教學中要善于運用模型建構的方法對生物知識進行抽象、概括、總結。在模型建構過程中教師要注重拋磚引玉，訓練學生自主構建模型的能力，以加深學生對知識的理解和應用。

三、倡導探究性學習，營造探究性學習氛圍

探究性學習強調科學概念、科學方法和科學態度的綜合和對探究過程的理解。是運用批判性思維、邏輯思維和創造性思維，提出自己感覺興趣的問題并解決問題的主動探索的科學過程。

新課程標準把“倡導探究性學習”作為基本理念之一，并要求學生在新課程的學習中應以探究學習作為主要的學習方式之一。給定課題的實驗性探究是常見的探究性學習。比如必修3模塊教材中“探究生長素類似物促進扦插枝條生根的最適濃度”，就需要通過實驗來探究。在課時緊張等條件下，這些探究性實驗沒必要全部都通過實驗去探究，而是選擇幾個典型的可行的探究性實驗重點去做，讓學生掌握探究的一般思路和方法即可。探究的目的是幫助學生更有效地學習核心概念，掌握實驗的方法，提高分析問題的能力，不能為了探究而探究。所以，要有值得探究的問題或研究任務。另外，礙于學時上的限制，進行探究性學習并不一定要做探究活動，而是在整個教學過程中營造探究性的思維方式。

教材在每一節都以“問題探討”開始，正文中穿插提示性的問題線索，并將探究活動與課文整體化安排，使每一節課都能成為一個探究性學習的案例。另外，很多章節都是以科學家探索的歷程為素材，讓學生間接體驗科學探究的過程。如必修2模塊教材就是以科學家發現基因、認識基因這一歷程安排模塊整體框架。有的是將科學探索的線索作為資料呈現出來，讓學生間接體驗科學探究過程，領悟科學研究方法[1]78。如必修3模塊教材中《植物生長素的發現》一節中“生長素的發現”過程；再如必修3模塊中《通過激素的調節》一節中的“促胰液素的發現”過程等作為探究的資料讓學生間接體驗科學探究。

四、重視生物科學史的學習

在《生物課程標準》第四部分“實施建議”中，明確提出“注重生物科學史的學習”，強調了“科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道理，理解科學的本質和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養是很有意義的”[3]。從中可以看出新課程重視對生物科學史的學習。

必修教材中有很多內容是以生物科學史的形式展現出來并展現了獨特的教育價值。例如，必修1模塊“光合作用的探究歷程”中，英國科學家普利斯特利的實驗材料非常普通，但他卻利用簡單的設計得出了“植物可以更新空氣”這一重要的結論，激發了學生設計生物實驗、進行生物科學研究的興趣；而他的實驗卻沒有發現光在其中所起的關鍵作用，教師可引導學生補充實驗來證明光的作用，學生在思考和討論的基礎上完成實驗設計，從而培養了學生的科學探究能力。在卡爾文的研究中，14C成了主要工具，發揮了特別重要的作用，讓學生明白實驗要借助科學有效的工具才容易成功，也激發了學生對科學的興趣。通過介紹科學家們用了200多年的時間，才對光合作用的生理過程有了比較清楚的認識，從而使學生認識到科學發現的艱難，科學研究方法的重要，培養學生嚴謹的科學態度。

再如，必修3模塊“植物生長素的發現”中達爾文到詹森、拜爾、溫特等科學家，從發現問題到提出假設，實驗設計驗證，涉及許多生物學知識，其中巧妙的實驗設計思路和方法更是值得學習借鑒。在教學中可以設計一系列探究活動來演繹當年科學家的經典實驗，如對于達爾文的實驗可以提出探究的問題：“如果想知道植物表現向光性的外界因素，你會怎么做？實驗材料如何選??？在實驗過程中應遵循什么實驗原則？”，“感受單側光刺激的部位是尖端還是下面部分？怎樣通過實驗證明你的猜想？”，“是胚芽鞘的哪一部分結構感受單側光后發生了彎曲生長？生長部位是尖端還是尖端下面部分？怎樣設計實驗？”等讓學生思考、討論、回答來提高學生的科學探究能力。另外還有“細胞學說的建立過程”、“對生物膜結構的探索歷程”、“關于酶本質的探索”、“孟德爾的豌豆雜交實驗”、“DNA雙螺旋結構模型的構建”、“證明DNA是主要的遺傳物質”、“促胰液素的發現”等內容可以成為提高學生生物科學素養的很好素材。所以，在學習這部分內容時不能靠教師簡單的“講”一帶而過，要給學生“看”、“思”、“總結”、“探究”的機會。

總之，人教版新課標必修教材在內容的選擇上重視基本概念、原理和規律；把握基礎性，體現先進性；重視學生生活經驗的聯系，激發求知欲，驅動知識的構建；加強了教材的引導性和開放性，促進了探究性學習。

參考文獻：

[1]人民教育出版社課程教材研究所生物課程教材研究開發中心.生物教師培訓手冊[M].北京：人民教育出版社，2009.

[2]蔡萍.談模型建構在初中生物學教學中的應用[J].生物學教學，2012，37（2）.

[3]中華人民共和國教育部制訂.普通高中生物課程標準（實驗）[M].北京：人民教育出版社，2003：36.

（作者單位：華龍區高級中學，河南，濮陽 457001）