教材開發：從編寫者到學習者

蔣選榮 徐鑫 劉思琪

【摘 要】以教學目標為引領，創新教材內容，調整教學內容呈現方式，滲透科學方法的培養，實現從編寫者的教材到學習者的教材的轉變，便于教學目標的實現和教學活動的開展。

【關鍵詞】教學目標；內容創新；實驗改進；拓展應用

【中圖分類號】G633.91 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2019）11-0051-04

【作者簡介】1.蔣選榮，江蘇省揚州市新華中學（江蘇揚州，225009）教師，正高級教師，江蘇省特級教師，“江蘇人民教育家培養工程”培養對象；2.徐鑫，江蘇省沙溪高級中學（江蘇太倉，215400）教師；3.劉思琪，江蘇省無錫市玉祁高級中學（江蘇無錫，214183）教師。

國內高中生物學教材有5種版本，每個版本的教材都有自己的特色，具有教學的普適性。不同的教材編寫結構、呈現方式不盡相同。教材具體章節內容是教師組織教學的資源，由于區域地理位置的差異、經濟文化背景的差異、不同學校學情的差異、教師教學方式的差異、實驗設施的差異，教師需要對教材中的教學資源進行加工、整合，將編寫者的教材轉變成適應教師教的教材和適合學生學的教材。

教師對教材開發的前提是依據教學目標，根據教學目標確定教學內容。在教學目標的引領下對教材具體章節內容的創新主要體現在以下三方面。第一，教學內容的創新。增加新的教學內容，修改、替換部分教學內容。第二，教學內容呈現方式的創新。以教學目標為中心，有機整合教學資源。包含內容呈現順序的調整、內容結構的調整。第三，融入科學方法。設計和改造部分教材內容以利于科學方法的運用。現以人教版“物質跨膜運輸的實例”一節為例作些說明。

一、依據課程標準和教材內容，確定教學目標

人教版高中生物教材必修1“物質跨膜運輸的實例”屬于《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“2017年版課標”）中“物質通過被動運輸、主動運輸等方式進出細胞，以維持細胞的正常代謝活動”的教學內容。為幫助學生對物質跨膜運輸方式的理解，提升學生生物學學科核心素養，2017年版課標列出的活動建議是“模擬演示探究膜的透性”“觀察植物細胞的質壁分離和復原”。細胞代謝涉及細胞內部和細胞與環境之間的物質轉移和利用、能量轉換和釋放、信息傳遞和轉換，其中物質變化是基礎，細胞內外物質交換是前提，其結構基礎是細胞膜。

人教版教材編制的內容分為3小節，每小節內容之間存在生物學科內在邏輯關系，即物質進出細胞案例呈現、生物膜結構的探索、物質跨膜運輸方式的機理三個部分。教材內容之間存在內在聯系，第1小節“物質跨膜運輸的實例”以研究水分子進出細胞為素材，觀察現象（滲透現象、動植物細胞失水和吸水現象），分析物質跨膜運輸的其他實例等內容，得出結論（即作出假設，細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜）。在此基礎上，教材依據結構與功能的關系，編制了第2節“生物膜的流動鑲嵌模型”說明生物膜的選擇性與膜的組成成分、結構特點密切相關。在闡明生物膜結構的基礎上，編制了第3節“物質跨膜運輸的方式”，教材內容從微觀水平形象地揭示了物質出入細胞膜的不同方式。

人教版教材從現象到機理、從宏觀到微觀、從結構到功能、從假說到演繹、從實驗分析到探究性實驗設計等內容體現了“細胞生命活動過程貫穿著物質的變化”的學業質量要求。第1節的教材內容無疑是本章的關鍵，對其余兩節教學內容起著綱領作用。根據對課程標準的理解和教材內容的分析，筆者將本節教學目標確定為：（1）通過觀察滲透現象，說出滲透作用的原理，形成結構和功能觀、穩態與平衡觀；（2）通過對動植物細胞吸水和失水現象提出問題，作出假設，體驗和領悟科學探究方法；（3）運用細胞失水和吸水的原理設計實驗，解決問題，提高科學探究的實踐能力；（4）舉例說出生活中物質跨膜運輸的實例，參與討論并作出理性解釋。其中，目標（1）中蘊含了培養學生科學探究、生命觀念的學科核心素養要求；目標（2）（3）主要是培養學生的科學探究能力；目標（4）是培養學生的社會責任。

二、圍繞教學目標，創新教材內容

教師對教材內容的創新是依據教學目標，對原有教材中內容的優化使用和有序組織，而不是對教材內容的否定或棄用。“物質跨膜運輸的實例”一節教材內容主要包括：滲透現象、動物細胞的吸水和失水、植物細胞的吸水和失水、物質跨膜運輸的實例等。

1.滲透作用實驗改進。

教材中“問題探討”展示了滲透現象示意圖。教學中對該部分內容的運用應該符合以下幾點要求：直觀性，現象明顯，便于觀察；簡易性，實驗裝置不復雜，簡單且容易準備和實施；時效性，實驗過程、實驗結果等應該在課堂教學的一定時間內完成，實驗效果好。而教材中錄入的實驗略有缺憾，主要表現為液面變化不明顯、重力因素抑制了液面上升導致液面發生變化時間長；玻璃紙的材質直接影響實驗效果，購買的玻璃紙往往是不透水的、玻璃紙和漏斗連接處難以密封。經過多次實驗研究，為便于學生直接觀察滲透現象且發生時間快，筆者對教材中“滲透實驗的觀察”設計了3組實驗。具體如表1至表3所示。

通過第1組滲透實驗，得出水分是順濃度梯度進出半透膜的結論。基于此實驗，提出問題：動物體內是否會發生滲透吸水和失水現象呢？設計第2組實驗的目的就是引導學生認識到動物體內也會發生滲透作用，為進一步了解動物細胞失水和吸水進行了鋪墊。第2組實驗操作容易，現象明顯，會啟發學生的問題意識，如：動物細胞是否也會發生失水和吸水現象？如何讓人體內細胞處于相對穩定狀態？第2組實驗的缺陷是時間較長，需要學生在課前完成。

第3組實驗屬于定量研究。定量研究強調的是事實、關系和原因。本組實驗的目的是探究植物體是否會發生滲透作用，同時也為探究植物細胞發生滲透失水和吸水的原理進行鋪墊。由于常溫下NaCl在水中溶解度為35.9g/100ml，因此配制的NaCl最高濃度為30%，課前將蘿卜條放置于清水、系列濃度梯度的NaCl中處理一定時間；課堂教學中，將蘿卜條瀝干取出后，記錄量筒中液面讀數，同時觀察蘿卜條體積變化。以量筒中液體體積為縱坐標、NaCl濃度為橫坐標，繪制出曲線圖，可以發現隨著NaCl濃度增加，量筒中液體體積增加。結合蘿卜條體積大小變化，可以得出蘿卜條處于不同濃度外界溶液中會發生失水現象，外界溶液濃度越高，失水現象越明顯，為探討植物細胞質壁分離現象奠定了基礎。

2.質壁分離及復原原理的拓展應用。

為實現“運用細胞失水和吸水的原理進行實驗設計，解決問題”的教學目標，同時引導學生進行探究性學習，筆者設計了運用質壁分離及復原原理進行實驗設計并解決實際問題的教學內容。設計的教學情境如下：用蔗糖溶液（不同濃度）、顯微鏡、不同品種洋蔥鱗莖、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙等儀器材料，設計實驗方案，探究下列問題：（1）判斷洋蔥細胞的死活；（2）測定同一品種洋蔥細胞液濃度范圍；（3）比較不同品種洋蔥細胞的細胞液濃度大小。通過對實驗方案的討論和設計，培養學生運用所學知識解決問題的能力。

3.探究物質跨膜運輸特點的演示實驗。

人教版教材中對“物質跨膜運輸的其他實例”內容是通過資料分析的形式，歸納總結出細胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。教材中沒有提供直觀的實驗內容。為了讓學生通過實驗演示直接觀察到現象，通過現象推理出細胞膜的特性。設計了如下演示實驗。

臺盼藍可以穿過變性的細胞膜，與解體的DNA 結合，使其著色。而活細胞能阻止染料進入細胞內，故可以用臺盼藍染液鑒別死細胞與活細胞。新鮮的活細胞不能被臺盼藍染成藍色，說明細胞膜具有選擇透過性。實驗現象可觀察、實驗結果清晰明了，有利于得出結論。

三、教材內容呈現方式的調整

教師在組織教學時，為有效利用教材內容，可以對教材內容呈現方式進行調整。依據教學目標，“物質跨膜運輸的實例”一節分成五個模塊的學習內容，依次為：觀察滲透現象及分析原理，細胞的吸水和失水，質壁分離及復原原理的拓展應用，物質跨膜運輸的其他實例，探究植物細胞的吸水和失水實驗。從教材內容的整體性考慮，前四個教學模塊安排為1課時，安排學生分組實驗1課時，保證學生有充分的時間進行質壁分離及復原實驗設計、實驗操作、實驗總結。

四、創新教材內容的目的和意義

高中生物學教材既是教師教學的主要資源，也是學生學習的主要內容，創新教材內容的目的有三點。第一，有利于教學目標的實現。教學活動以教學目標為導向，且始終圍繞實現教學目標而進行。目標決定內容，內容達成目標，教材內容要適應教學內容，就需要對教材資源進行整理、加工、延伸和拓展。第二，有利于組織教學。組織教學過程就是實現教學目標的過程，組織教學的核心要素是教師的“教”、學生的“學”，通過“教”引導學生更好的“學”，“教”和“學”之間信息傳遞的主要渠道就是教學“內容”，“內容”主要來自教材，通過對教材內容結構的調整、延伸和拓展，科學方法的滲透等創新，有利于教學活動的開展。第三，促進課程開發。課程開發是根據教育的構想，將教材與學習活動具體化，有策略地組織兒童成長與發展的文化經驗活動。[1]教材是課程實施內容的具體化，體現了課程目標和課程內容，指導教學活動的開展。教材內容的創新是課程內容不斷完善、發展的必然，從教學實踐中推動課程改革。

創新教材內容可以將更多的教學資源融入教學內容中，避免教材成為唯一的教學資源，促進教師成為課程開發的參與者。需要注意的是，教材內容的創新必須依據教學目標和組織教學的需要，切不可盲目修改教材內容，也不必對所有教材內容進行修改。

【參考文獻】

[1]佐藤學.課程與教師[M].鐘啟泉，譯.北京：教育科學出版社，2003：34.