對比中美高中生物教材，初探生命觀念

賴邵華+韋艷艷

摘 要 采用比較分析的方法，對中國人教版生物教科書必修1和美國高中主流理科教材中“物質的跨膜運輸”這一章的知識內容進行比較分析。分析發現美國教材知識涉及面比較寬，對知識的設計凸顯了自主學習的理念；而中國教材則緊密結合社會生活，注重模型的建構。兩國教材各有所長，在此基礎上，筆者對如何提高學生生命觀念素養提出幾點思考。

關鍵詞 中美生物教材 物質跨膜運輸 生命觀念

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

目前美國、日本等一些國家相繼在教育領域提出核心素養體系。中國教育部在2014年3月也印發了《關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》（以下簡稱“《意見》”）。該《意見》著力推進修訂課程方案和課程標準。2014年12月，普通高中課程標準的修訂工作全面啟動，其主要任務之一是凝練核心素養。學生發展核心素養落實于課程的前提是確立各學科的學科核心素養。因此，在2016年9月，教育部公布了《普通高中生物學課程標準（征求意見稿）》，提出了生物學核心素養主要包括生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任。

“生命觀念”是指對觀察到的生命現象及相互關系或特性進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法。生命觀念不等同于生物學重要概念，具有跨概念性和上位性，是眾多概念的歸納、總結和提煉。因此，在生物學中生命觀念就包括結構與功能觀、進化與適應觀、穩態與平衡觀、物質與能量觀。通過對比中美兩國教材中“物質的跨膜運輸”這一章的知識內容，來探究如何提高學生生命觀念。

1 探尋兩國教材知識內容的差異之處

“物質的跨膜運輸”這一章屬于人教版生物《必修1·分子與細胞》第四章的內容，包括物質跨膜運輸的實例、生物膜的流動鑲嵌模型、物質跨膜運輸的方式等。在美國高中主流理科教材《生物·生命的動力》中“物質的跨膜運輸”屬于第五單元“分子與細胞”的第十五章，這個知識在這里只有一個小節的篇幅。下面從兩國教材對知識點的設計出發，進一步對比其不同之處，取其精華，以供教育者更好地利用教材進行教學。

1.1 細胞吸水和失水

中國教材通過“問題探討”欄目，以滲透現象為引，設置問題情境，過渡到本小節的內容。接著引導學生回憶以哺乳動物紅細胞為材料制備細胞膜的實驗，通過分析實驗現象來介紹水分子進出紅細胞的情況，由個別到一般，推廣到其他動物細胞。再由一個探究實驗來探究植物細胞的吸水和失水情況。本小節還提供了一則分析資料，通過討論提供的資料，了解其他物質的運輸情況，從而得出細胞膜和其他生物膜的功能——選擇透過性。其中還穿插了“與生活的聯系”欄目，在生活中學習。

美國教材在這一小節的伊始列了章節預覽，設有學習目標、知識回顧、關鍵術語，還提供了制作折疊式學習卡的步驟及使用說明。接著進入知識點的介紹，先提供“滲透”的概念，再以水加糖、濃糖水混稀糖水為例探究控制滲透的因素——濃度梯度，并以此介紹等滲溶液、低滲溶液、高滲溶液的概念，動植物細胞在這三種溶液中發生滲透時水分子的擴散方向。并將水分子在三種溶液中移動以及動植物細胞在三種溶液中變化的示意圖并列展示，圖文并茂。

通過以上的對比，分析可知兩國教材對該知識點的設計有所差別。相比中國教材，美國教材的知識涉及面寬，拓展了等滲溶液、低滲溶液、高滲溶液的概念，并以此為中介，輔助學生理解“細胞吸水和失水的原理”。另外，美國教材還凸顯出自主學習的教育理念，“章節預覽”和“折疊式學習卡”欄目有利于學生有目的地自主學習。而相比美國教材，中國教材更注重知識與社會生活的聯系。

1.2 生物膜的流動鑲嵌模型

中國教材先以制作真核細胞三維結構模型活動為情境吸引學生注意力，過渡到眾多科學家對細胞膜結構的探索歷程，其中融入了科學探究中的一個重要環節——提出假說，培養學生質疑提問的能力。最后介紹大多數人接受的流動鑲嵌模型，即生物膜的結構，并提供生物膜結構模型示意圖，形象逼真，輔助學生發揮想象力，想象一個近球形的細胞的三維立體細胞膜結構。課后還設置了課外制作專欄，教學生制作生物膜模型。

美國教材在這一小節里沒有涉及該知識點。而是把該知識點放在第十四章“細胞的基本結構”的第二節“細胞膜”中。

通過以上的對比，分析可知兩國教材對該知識點的設計差異明顯。相比于美國教材，中國教材對“細胞膜的結構”這一知識點的設置更有利于培養學生的生命觀念素養，在學生掌握了生物膜的功能后，就將生物膜的結構展示給學生，不僅能加深學生對該結構的理解，更能引導學生結合生物膜結構來理解其功能，形成結構與功能觀。并且通過“課外制作”欄目，引導學生動手建構模型，效果比單純的知識傳授更佳。

1.3 物質跨膜運輸的方式

中國教材通過展示人工無蛋白質脂雙層膜對不同物質的通透性來過渡到本節內容，以藍墨水滴到清水中的現象引入擴散、被動運輸、主動運輸的概念，再分別介紹被動運輸、主動運輸、胞吞胞吐的詳細過程，并配有示意圖。還設有“與社會的聯系”欄目，將知識引入到具體的生活情境。

美國教材直接介紹被動運輸的概念，并設置了迷你實驗來讓學生了解更多關于被動運輸的課外知識，還詳細介紹了兩種轉運蛋白介導的被動運輸；介紹主動運輸時也是直接給出概念，講解主動運輸過程，并列表對比了主動運輸和被動運輸的區別；列舉某些單細胞的胞吞胞吐現象來進行概念的介紹。

通過以上的對比，分析可知對這個知識點兩國教材的設計區別不大。相比于中國教材，美國教材中多了一些知識的拓展和總結，拓展了轉運蛋白和通道蛋白，用表格總結了主動運輸和被動運輸的區別。相比于美國教材，中國教材雖然缺少知識拓展和總結，但將知識與社會生活聯系起來，這是值得保留用的。

2 提高學生生命觀念素養的幾點思考

2.1 注重知識拓展，聯系生活實例，培養學生正確生命觀念，提高素養水平

在平時教學中，教師不應只局限于教材中的知識點，而應適當拓展知識，輔助學生理解，幫助學生形成正確的生命觀念。例如，在“物質跨膜運輸的實例”和“物質跨膜運輸的方式”這兩節中，教師可以借鑒美國教材，給學生拓展滲透的含義、高滲、低滲、等滲溶液的概念以及幾種被動運輸的載體蛋白和主動運輸的過程。知識來源于生活，服務于生活。杜威也說過“最好的一種教學，牢牢記住學校教材和實際經驗二者相互聯系的必要性，使學生養成一種態度，習慣于尋找這兩方面的接觸點和相互的關系”。因此，中國教材中的“與生活的聯系”“與社會的聯系”等欄目將知識與生活聯系起來，有利于引導學生尋找知識和生活的接觸點和相互的關系，運用知識分析生活中的生命現象，提高生命觀念素養水平。

2.2 指導學生建模，自主建構概念，靈活運用知識，提升生命觀念素養

生物模型包括物理模型、數學模型和概念模型。在“生物膜的流動鑲嵌模型”這一節的教學中，教師可以發揮學生的創新能力，利用“課外制作”欄目，讓學生利用生活中常見的物資動手構建生物膜模型。除了建構物理模型，教師還可以引導學生在學完“細胞的物質輸入和輸出”這一章時根據所學知識的邏輯關系，繪畫概念圖，利用概念模型將知識形成系統。生物模型的建構有助于學生自主建構概念，靈活運用知識，提升生命觀念素養水平。例如，在學習種群的增長時，教師可以利用數學模型，畫出增長曲線來輔助學生理解不同生境下不同種群的增長，從而能夠運用所學解決生活中的問題，例如能提出一些對家鼠等有害動物的控制措施。

2.3 教師轉變觀念，對學生授之以漁，培養學生自主學習習慣

葉圣陶曾說“我以為好的先生不是教書，不是教學生，乃是教學生學。”蘇霍姆林斯基也說過“只有能夠激發學生去進行自我教育的教育，才是真正的教育。”因此，教師要轉變觀念，對學生授之以漁，教學生學，做真正的教育。在“物質跨膜運輸”這一章節中，教師可以借鑒美國教材中的折疊式學習卡。這個欄目教會學生如何學習相關概念，而這種新奇的做筆記形式也能吸引到學生的注意力，不僅有助于預習，還方便用來復習。除此之外，美國教材在每章伊始都提供一個網頁鏈接，可以供學生提前預習整章內容，還能獲得更多的課外知識。中國現在也興起了慕課、微課，教師可以將知識點制作成微課，供學生預習、復習，還能讓學困生反復學習未掌握的知識。

生命觀念是生物學科核心素養的基礎，要在教學中落實生命觀念，就要求教師首先要轉變觀念，幫助學生養成自主學習的習慣。其次在教學中要注重知識拓展，聯系生活，引導學生構建生物模型，一步步地提高學生的素養水平，使學生獲得解決實際問題的能力和必備的品格。

參考文獻：

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