美國高中生物教材分析

張小丹

美國麥格勞一希爾（McGraw-Hill）教育出版社公司于2004年出版了美國高中主流理科教材科學(xué)發(fā)現(xiàn)者系列叢書《Biology：The Dynamics of Life》，分為上、中、下三冊。浙江教育出版社于2008年出版中譯本《生物·生命的動力》。該教材以其生動形象的插圖、類型豐富的實(shí)驗(yàn)與充實(shí)全面的內(nèi)容成為我國高中生物教材編寫的參考依據(jù)。

1圖文結(jié)合，生動形象，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

美國教材的插圖是該教材的一大特色。首先，插圖色彩清晰、鮮艷，如雜交實(shí)驗(yàn)的豌豆圖，雖為示意圖，但形象逼真，豌豆的花瓣、葉片的葉脈以及豆莢的條紋都清晰可見。插圖的逼真度越高，越能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。其次，美國教材插圖在頁面占比較大，本節(jié)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)圖頁面占比約1/2。插圖越大越能吸引學(xué)生的注意力。最后，教材的插圖不僅僅能輔助理解正文內(nèi)容，而且還附有詳細(xì)的文字描述，例如單因子雜交實(shí)驗(yàn)圖的文字解釋為“當(dāng)孟德爾把純種高莖豌豆和純種矮莖豌豆進(jìn)行雜交時，所有的后代都是高莖;而當(dāng)他讓F1白花授粉繁殖時，約有3/4的后代表現(xiàn)為高莖，另外1/4的后代表現(xiàn)為矮莖。”可見，教材的插圖本身就是一個知識點(diǎn)，圖文結(jié)合，便于學(xué)生閱讀和理解。

2實(shí)驗(yàn)設(shè)置巧妙，注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)

美國教材中實(shí)驗(yàn)的設(shè)置注重學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。本節(jié)設(shè)置有迷你實(shí)驗(yàn)、技能實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)生物實(shí)驗(yàn)。其中，迷你實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對教師發(fā)放的花認(rèn)真觀察，估算一個花藥中大概有多少花粉粒，描述花粉粒看上去像什么，并解釋花粉粒在植物繁殖中起什么作用，注重學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察能力以及分析問題能力的培養(yǎng)。技能實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對孟德爾的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，再比較孟德爾觀察到的比例和預(yù)期的比列（3：1）是否一樣，并分析實(shí)際的比例和預(yù)期的比例不同的原因。這樣從而培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的科學(xué)思維。另外，教材還利用現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行“網(wǎng)絡(luò)生物實(shí)驗(yàn)”，如本節(jié)的“如何確定植物的表現(xiàn)型和基因型”，要求學(xué)生自己回家后種番茄種子，根據(jù)種出來的番茄植株的顏色判斷番茄種子的基因型。教材沒有提供詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，而是讓學(xué)生自己設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，征得教師同意之后才開始實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要求學(xué)生將自己的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及方案公布到教材指定的網(wǎng)頁，與網(wǎng)頁上其他同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析。整個過程由學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計能力、探究能力、創(chuàng)新思維能力、觀察能力、數(shù)據(jù)的分析能力以及表達(dá)交流的能力都得到鍛煉。

3內(nèi)容充實(shí)全面，通俗易懂，面向全體學(xué)生

3.1內(nèi)容全面，具有廣度和深度

本節(jié)將孟德爾單因子雜交實(shí)驗(yàn)和雙因子雜交實(shí)驗(yàn)整合為一節(jié)，從孟德爾成功的原因、雜交實(shí)驗(yàn)、假說、P方陣和概率等層面來揭示遺傳定律。對于孟德爾成功的原因，教材歸結(jié)為實(shí)驗(yàn)材料的正確選擇以及孟德爾治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。在本章“數(shù)學(xué)的綜合”欄目還提到實(shí)驗(yàn)成功與孟德爾具有強(qiáng)烈的好奇心、敏銳的觀察能力及數(shù)學(xué)功底等科學(xué)品質(zhì)密切相關(guān)。可見，美國教材也很重視情感、態(tài)度與價值觀的教育。在“數(shù)學(xué)的綜合”欄目提到達(dá)爾文錯失遺傳定律發(fā)現(xiàn)的原因是由于沒有運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)的知識，啟示學(xué)生要注重學(xué)科之間的交叉、滲透與融合。

教材對雜交實(shí)驗(yàn)的介紹非常詳細(xì)，將子一代和子二代用兩段文字分開闡述，通過大段文字對單因子雜交和雙因子雜交的P方陣進(jìn)行了詳細(xì)的分析，還補(bǔ)充了概率的內(nèi)容，讓學(xué)生明確實(shí)際的比例與預(yù)期的3：1的比例是不一樣的，實(shí)際的性狀分離比未必恰好等于P方陣的比例。教材通過數(shù)學(xué)與生物的綜合應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確孟德爾實(shí)驗(yàn)性狀分離比沒有精確等于3：1的根本原因。

教材沒有介紹測交實(shí)驗(yàn)，但是在習(xí)題的理性思維與技能訓(xùn)練欄目中考查了測交實(shí)驗(yàn)的知識。例如，理性思維一欄提出了這樣的問題：控制黃色豌豆的等位基因相對于控制綠色豌豆的等位基因?yàn)轱@性。假設(shè)你有一株產(chǎn)生黃色豌豆的植株，但不知道它是純合還是雜合的。你能設(shè)計什么實(shí)驗(yàn)來找出答案？請用P方陣來表示這個實(shí)驗(yàn)。技能訓(xùn)練中則提出：一棵紫花植株和一棵白花植株雜交，產(chǎn)生了23棵紫花植株和26棵白花植株。用字母P代表紫花，p代表白色。親本植株的基因型是什么？為什么？若需獲得更多的幫助，請參閱“技能手冊”。通過這樣的問題及建議讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)測交實(shí)驗(yàn)的知識，體現(xiàn)了教材知識的全面性與注重學(xué)生自學(xué)能力培養(yǎng)的特點(diǎn)。

3.2語言通俗易懂，增加可讀性和趣味性

美國教材文字的描述通俗易懂，如對親本P、F1和F2進(jìn)行描述時，教材將其類比為家庭成員，提示學(xué)生：“想想你自己的家庭就容易理解這些術(shù)語了。你的父母是P，你是F1，而你將來的孩子就是F2。”將遺傳概率用拋硬幣進(jìn)行類比。例如，“要表示所有可能的配子組合和產(chǎn)生每一種組合的可能性，P方陣具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是事實(shí)上并不會恰好得到方陣中的比例，因?yàn)閺哪撤N程度來說，遺傳就像拋硬幣一樣遵循著概率原則。”教材將抽象的遺傳規(guī)律形象具體化、直觀化，引導(dǎo)學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。

3.3注重核心概念的理解和應(yīng)用

教材中的關(guān)鍵術(shù)語全部用黑體字加粗，非常突出和顯眼;本節(jié)首頁的本節(jié)預(yù)覽一欄中將本節(jié)的關(guān)鍵術(shù)語全部羅列出來，旨在引導(dǎo)學(xué)生重視生物學(xué)術(shù)語的內(nèi)涵，嘗試以準(zhǔn)確的專業(yè)術(shù)語表述科學(xué)概念及理論。在本節(jié)復(fù)習(xí)指南中，再一次列出了本節(jié)的關(guān)鍵術(shù)語，加深學(xué)生學(xué)習(xí)的印象。教材還有對這些關(guān)鍵術(shù)語進(jìn)行專業(yè)解釋的“詞源”欄目，有助于學(xué)生真正理解關(guān)鍵術(shù)語的來源及含義。本節(jié)習(xí)題中設(shè)置有理解概念的練習(xí)題，題目難度不大，學(xué)生不需要背誦定義，只要能理解概念即可作答。可見，教材更注重對核心概念的理解和應(yīng)用。

4啟示與建議

教材作為教學(xué)內(nèi)容的載體和資料在教學(xué)中起著重要的作用，教材的質(zhì)量直接影響人才培養(yǎng)的質(zhì)量。他山之石可以攻玉，美國教材在一些方面值得借鑒學(xué)習(xí)。為此，筆者認(rèn)為，在編寫教材時需要注意以下幾點(diǎn)。

4.1提高教材插圖的質(zhì)量

我國教材插圖的數(shù)量與舊教材相比有所增加，但是插圖的質(zhì)量還需要改善。插圖應(yīng)選用色彩鮮艷的高清實(shí)物圖，教材排版時應(yīng)考慮插圖的頁面占比。此外，我國教材的插圖在教材中的地位主要是“配角”的角色，多局限于輔助理解正文內(nèi)容。若教材圖文結(jié)合，通過插圖呈現(xiàn)知識點(diǎn)，更易于學(xué)生直觀地掌握知識。

4.2實(shí)驗(yàn)的設(shè)置應(yīng)注重學(xué)生思維能力的培養(yǎng)

我國教材的實(shí)驗(yàn)側(cè)重學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力的培養(yǎng)，以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為主，探究性實(shí)驗(yàn)較少，并且很多學(xué)校沒有條件進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生科學(xué)探究思維能力的培養(yǎng)受到限制。基于此，我國教材中實(shí)驗(yàn)的設(shè)置可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、分析和推斷，既方便在課堂上進(jìn)行，還培養(yǎng)了學(xué)生分析問題和解決問題的理性思維。此外，教材要給學(xué)生機(jī)會自主設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案，充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性思維。

4.3拓寬內(nèi)容的廣度，增加趣味性和可讀性，注重啟發(fā)性

我國教材知識點(diǎn)全面，但是缺少廣度。可以通過與其他學(xué)科相結(jié)合或者詳細(xì)具體地描述知識點(diǎn)來拓寬教材的廣度，從而為學(xué)生提供更多的科學(xué)背景知識。教材語言的表述應(yīng)力求通俗易懂，既生動活潑又不失科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，增加教材的趣味性和可讀性。教材中部分內(nèi)容可以以習(xí)題的形式由學(xué)生自主探索獲得。這樣更能啟發(fā)學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生自主獲取知識的能力。