中、德、英3 國高中生物學教材難度比較研究（2）

楊 銘 趙萍萍 劉恩山

（北京師范大學生命科學學院 北京 100875）

（上接2018年第4 期第20 頁）

3.2.2 中、德、英3 國高中生物學教材概念術語的分布 教材的總廣度得分是由生命科學分類細目表中8 個一級主題的得分相加所得。中、德、英3 國高中生物學教材中的概念在各一級主題的分布情況如圖5所示：

對數據進行分析得到如下結果：

1）中、德、英3 國共24 個一級主題得分的平均分為：（348+257+232）/（8×3）=34.875。

3）得分落在平均分加、減一倍標準差區域之外的模塊有：

中國：“生命系統組成”“人體與動物生物學”“進化”（低于）“實驗及生物技術”（低于）。

德國：“生命系統組成”“人體與動物生物學”“遺傳學”。

英國：“人體與動物生物學”。

（標記“低于”的表示數據低于均值減一倍標準差，未標記的表示數據高于均值加一倍標準差。）

由此說明，在中國高中生物學教材中，“生命系統組成”和“人體與動物生物學”這2 個模塊的概念講解較多，而在“進化”和“實驗及生物技術”模塊的講解過少。說明在中國高中生物學的教學過程中注重“生命系統組成”和“人體與動物生物學”模塊的教學，但是對于生物技術的介紹、實驗能力的培養、 進化學的核心概念的教學等方面不夠重視，這是我國高中生物學教材設計時需要再次考慮的地方。

在德國教材中，“生命系統組成”“人體與動物生物學”“遺傳學”的講解都較多，不存在講解過少的主題。反映德國的高中生物學教學中對于各主題內容都給予了足夠的關注，沒有明顯的缺失。德國的生物技術產業非常發達，在生物醫學、農業、基因組學等方面均有很高的發展水平，德國也非常重視生物技術的研發，因此在高中的生物學教學中重視培養具有良好生物學素養的公民。

在英國教材中，“人體與動物生物學”主題的得分非常高，明顯高于教材中的其他模塊，在3 個國家的教材中也是得分最高的模塊。英國非常重視這一主題的教學，對該內容有深入的探討，而對其他模塊沒有特別突出的介紹。這樣的課程設置可突出重要的主題，使學生更好地掌握某些核心概念，但是從整體結構而言不夠均衡。

在中、德、英3 國的高中生物學教材中，“人體與動物生物學”“生命系統的組成”模塊的概念都占了較高的比例，“植物學”“進化”“實驗及生物技術”都占較少的比例。說明3 個國家教材的知識框架比較相似，重點和簡略要求的主題相似。

為更清晰地看出各個主題在相應國家高中生物學教材中所占的比例，將每個主題的廣度值除以相應國家的總廣度值折合成百分比，結果如圖6所示。

根據圖6中的數據，將中國教材的概念在不同主題的分布情況與德國、英國分別進行比較，檢驗概念分布的一致性。利用百分比進行卡方檢驗（Chi-Square Tests），采取Fishers′ Exact Test 得到Monte Carlo Sig.（2-sided）的P 值，結果得出：χ2德國=9.037，P德國=0.263；χ2英國=12.052，P英國=0.088。

根據卡方檢驗的結果可以看出，我國高中生物學教材的概念在不同主題的分布與德國、 英國均無顯著差異，相比之下，與德國教材的概念分布的一致性更高。

比較各一級主題及一級主題下各次級領域的得分，我國高中生物學教材的概念術語分布與德國、英國的差異，主要表現在以下幾個方面：

1）“生命系統的組成”主題：在中國教材中所占比例最高，為28%； 在英國教材中所占比例僅為18%。從概念數量上看，英國教材中這一主題的概念比中國教材少30 個。英國教材的缺失主要體現在“有機化合物”和“細胞結構與功能”2 個次級領域。

2）“人體與動物生物學”主題：在英國教材所占比例最高，為37%；在中國教材中所占比例為24%。從概念數量上看，中國教材這一主題的概念術語比德國少21 個，比英國少23 個。通過比較次級主題得分，我國教材的比重較輕的內容主要體現在“血液與循環系統”和“生長/發育/行為”次級領域。考慮到我國初中和高中生物學課程的總體分布,這些內容的教學主要在初中階段完成,可為高中階段生命本質內容的學習打下基礎, 并為其他內容的講授留出課時。

3）“遺傳學”主題：在德國教材中占21%，在中國教材中僅占14%，從術語數量上看，中國教材在這一主題的概念比德國教材少37 個。中國教材的缺失主要體現在“孟德爾遺傳學”“現代遺傳學”“轉錄和翻譯”及“其他”4 個次級領域。雖然我國在初中和高中都將遺傳學作為主要的教學主題，單從分析的結果看，這部分的內容仍然略顯不足。

4）“進化”主題：在德國教材和英國教材中所占比例均為5%，在中國教材中所占比例最低，為3%。從術語數量上看，德國為18，英國為10，中國為7，德國的術語數量為中國的2.6 倍，表明中國高中生物學教材在這一主題上的要求明顯偏弱。

5）“實驗及生物技術”主題，中國教材的廣度得分為0，而在德國教材中占5%，在英國教材中占4%，概念的數量分別為18 和11。由于中國教材在選修內容中對這一主題的內容有獨立的模塊，必修中這樣的安排有其合理的思考。

3.2.3 教材特色的專業術語分析 除分析工具已有框架的概念術語，每個國家的高中生物學教材都添加了一些其他的專業術語。統計后發現：

1）中國教材中專業術語的總量較少，只有在“生命系統的組成”模塊添加了“擬核”“滲透壓”和“質壁分離”3 個術語，“植物學”模塊添加了“發酵”“胚芽鞘”“頂端優勢”和“極性運輸”4 個術語，“人體與動物生物學”模塊添加了“胃蛋白酶”和“自身免疫病”2 個術語，“生殖”模塊添加了“無絲分裂”1 個術語，“生態學”模塊添加了“營養級”1 個術語。

2）英國教材術語的總量也較少，在“生態學”模塊添加了“閉合系統”“過度捕撈”“生物燃料”等20 個術語，“人體與動物生物學”模塊添加了“雙泵系統”“起搏點”“簡單反射”等11 個術語，“生命系統組成”模塊添加了“活性部位”“木質素”“滲透”“特化細胞”“非特化細胞”和“皮膚”6 個術語，“遺傳學”模塊添加了“顯性等位基因”“隱性等位基因”“基因修飾”“產前檢測”和“基因開關”5 個術語，此外，“植物學”“進化”2 個模塊分別添加了2 個術語。

3）德國教材中對生命現象和過程描述的專業術語非常多，例如在“遺傳學”模塊添加的數量最多，共35 個術語，除了在中國和英國教材中出現的，還出現了“正、反交”“復等位基因”“連鎖群”“劑量補償效應”“岡崎片段”“內含子”“外顯子”等35 個術語；在“人體與動物生物學”添加了“氧結合曲線”“機械門控離子通道”“興奮性突觸后電位”等29 個術語。

德國高中生物學教材中較高頻次地使用了專業術語。在基礎教育的學科課程中增加專業術語，一方面可拓展學生的專業知識，幫助學生準確描述生物學現象，但同時也會加重學生的學業負擔，干擾學生對核心概念的理解。就專業術語多少而言，本身并無一個判別“好、壞”的標準，需根據教學實踐經驗及學生的接受能力等多方面進行權衡。由此來看，中、英2 國教材對術語的處理方式或許更加穩妥。

3.3 高中生物學教材的深度

3.3.1 高中生物學教材的深度 中、德、英3 國高中生物學教材深度的數據結果如圖7所示。由圖7可知，高中生物學教材的內容深度比較，德國教材最深，英國最淺，中國位于二者之間。以德國的深度總得分為基準（100），中國教材的深度總得分為90，英國教材的深度總得分為84。由此可見在教材深度上3 個國家的教材相差不多，中國教材的深度與英國教材更加接近。

3.3.2 高中生物學教材中核心概念的認知水平分布 中、德、英3 國高中生物學教材中出現的5個不同認知水平的核心概念分布情況不同，結果如圖8所示。

從圖8可知，中、德、英3 國高中生物學教材中適合于高中認知水平的核心概念比例介于40%和60%之間。中國教材中的核心概念位于在初中和大學認知水平的比例分別為28%和17%。德國教材的核心概念在初中和大學認知水平的分布比例為26%和33%，導致其深度偏高。英國教材在初中學段水平的比例為41%，大學只有2%,因此其深度較低。

根據圖8中的數據，將中國教材核心概念在不同學段水平的分布情況與德國教材和英國教材進行比較，檢驗核心概念學段分布的一致性。卡方檢驗結果χ2德國=7.621，P德國=0.021*，χ2英國=25.002，P英國=0.000**。（注：*表示在0.05 的顯著性水平下2 個樣本差異顯著，**表示在0.01 的顯著性水平下2 個樣本差異顯著。）

結果表明，中國高中生物學教材的核心概念在不同學段水平的分布情況與德國教材達到了0.05 水平的顯著差異，與英國教材也達到了0.01水平的顯著不一致性，說明中國教材的核心概念分布與德國英國教材存在差異，與英國教材的差別更大。而在差異明顯的情況下，中國的教材深度顯得更加合理和準確。

高中生物學教材的深度由遺傳學部分深度得分和生態學部分深度得分平均所得。為了分析中、德、英3 國教材的深度分布的具體差異，分別統計在遺傳學、生態學2 個主題的各學段得分，結果如圖9、圖10 所示。

由圖9可知，在遺傳學主題上，中國教材和德國教材中的核心概念涉及初中、高中、大學3 個認知水平，英國教材除了這3 個學段外，還包括小學認知水平的核心概念。在中國教材中，高中認知水平的核心概念最多，初中和大學認知水平的核心概念數量相同，具有良好的概念深度分布。在德國教材中，初中認知水平核心概念非常少，導致總體深度偏高。在英國教材中，大學認知水平的核心概念數量較少，小學和初中認知水平的核心概念較多，使得其總體深度較低，學生的學習負擔不大。

由圖10 可知，在生態學主題上，中國教材和德國教材包括了初中、高中、大學認知水平的核心概念，英國教材則包括小學、初中、高中認知水平的核心概念。在中國教材中，高中認知水平的核心概念最多，深度把控很好；初中認知水平的核心概念數量大于大學認知水平的核心概念數量，總體深度不高。德國教材的核心概念分布比較均勻，大學認知水平的核心概念數量接近于高中認知水平的核心概念數量，難度較大。在英國教材中，初中認知水平的核心概念最多，同時不含有大學認知水平的核心概念，使得總體的深度較低，不要求學生掌握很深入的生態學概念。

通過比較圖9和圖10，可以看出，雖然在3個國家的教材中小學、初中、高中、大學這4 個認知水平的核心概念所占的比例不盡相同，但是遺傳學主題的核心概念深度均高于生態學主題的核心概念深度。

4 總結及建議

通過比較分析后可知，我國教材與德國教材及英國教材在教材的廣度和深度方面都存在一定的差異。中、德、英3 個國家在高中生物學教材的設計和編寫上存在不同的理解和認識。

1）我國高中生物學教材的難度較低。與難度最高的德國教材相比，我國教材的廣度和深度都處于較低的水平，說明我國教材所代表的課程水平不應該是對學生的學習造成過重負擔的直接因素。

2）在教材內容的廣度上，我國高中生物學教材概念的分布與德國教材和英國教材差異不顯著。說明我國教材的概念分布與德、英2 國基本相同。但是我國教材在一些主題的次級領域的概念設置上，還有再思考和斟酌的空間。根據“為理解而教”理論的觀點，教材應注意重要概念的傳遞，目的在于幫助學生理解，著力于培養學生的實際應用能力和高級思維能力［4］。

①“生命系統的組成”主題涉及的主要是生物學基礎的概念，我國高中生物學教材中這一模塊的廣度得分最高，能使學生對相關的概念有深入的理解，設置具有特色且合理，在今后的教材編寫過程中應該保持這一特色。②在“進化”這一模塊中，我國高中生物學教材要求較低，這一主題對于學生正確理解物種的變化和發展有重要意義，因此，我國教材可考慮是否要增加“進化”主題的內容和要求。③“遺傳學”這一模塊在德國教材中涉及了許多生物學概念，我國教材的概念明顯少于德國教材。遺傳學是生物學中重要的專業分支，研究基因的結構、功能及變異，對于學生正確理解基因的本質和功能有重要的作用，這樣的差異也值得思考和再論證。④相比德國和英國教材，在“人體與動物生物學”這一模塊，我國生物學教材的要求也不高，這雖然與我國高中生物學課程的模塊結構及初中－高中的內容排布有關，但是也值得在今后的課程設計中再次論證。

3）對于教材的內容深度，核心概念的適切性是一個重要的方面。我國高中生物學教材概念的深度總體布局和要求合理，在保持目前教材風格的情況下，是一個較為適當的編排，也獨具特色，可以保持。

同時，我國高中生物學教材在生態學主題可適當增加深度。“生態學”主要研究生物體與環境的相互關系和作用機理，目前全球環境和資源面臨極大的挑戰和壓力，因此，通過對生態學概念更加深入的講解，可使學生更好地掌握生態學理論，將來能用于調整人與自然、資源和環境的關系，協調社會經濟發展和生態環境的關系，促進可持續性發展。

（完）