中美高中生物學教材中“轉錄和翻譯”部分的對比分析

石帥 王威

摘 ? 要：文章從教材中的位置、設計思路、欄目設置、類比語言和課后習題等方面，對中美高中生物學教材中“轉錄和翻譯”部分的內容進行對比分析。美國教材注重知識本身的邏輯順序，有利于學生理解并構建完整的知識體系，但存在專業程度高，部分概念過難的情況；中國教材重視問題情境的創設，利用問題串層層推進，引導學生思考，但對部分概念進行了簡化處理。因此，中國教材更符合現階段中國學生的學習需求，美國教材可以作為拓展課堂內容的重要參考。

關鍵詞：高中生物學；中美教材；教材對比

2019年，基于《普通高中生物學課程標準（2017年版）》的相關要求，我國發行了各版本的高中生物學新教材[ 1 ]。“轉錄和翻譯”是基因表達的重要環節，該過程是高中生物學科重要的學習內容。本文選擇我國普通高中教科書人教版2019年版生物學《必修2·遺傳與進化》（以下簡稱中國教材）和美國主流理科教材《生物·生命的動力》（以下簡稱美國教材）進行比較分析[ 2-3 ]。通過分析中美教材對同一知識的呈現方式，取長補短，以期為一線生物學教師進行教材分析，拓展課堂內容提供參考。

1 ?教材中的位置對比

我國教材把“轉錄和翻譯”設置在必修2第4章第1節“基因指導蛋白質的合成”，美國教材把“轉錄和翻譯”設置在第6單元第18章第2節“從DNA到蛋白質”。雖然教材整體編排存在差異，但是中美教材都把“轉錄和翻譯”設置在“DNA的結構和基因本質”與“基因突變”之間。這種設置不僅符合生物學科知識的內在邏輯，還符合高中生的認知規律。因為學生在學習過DNA的結構和基因本質，自然而然會產生“基因是如何發揮作用”的疑問，順勢介紹“轉錄和翻譯”的詳細過程，并為學生理解“基因突變”做好鋪墊，比如本節出現的三聯體密碼子是理解移碼突變的重要知識基礎。

2 ?設計思路對比

在導入部分，我國教材借助侏羅紀公園的科幻背景，以探討“能否利用DNA復活已滅絕的生物”導入新課。美國教材以制作折疊式學習卡的課堂活動導入新課。我國教材采用了創設情境、思考問題的導入形式，其中電影《侏羅紀公園》的部分簡介和恐龍圖片更加貼近學生的課余生活，有利于激起學生的學習興趣。雖然美國教材組織學生參與制作折疊式學習卡的活動，但該活動在教材的其他章節也有重復出現，新穎度和趣味性有待提升。

在正文部分，我國教材把“基因指導蛋白質的合成”劃分為三部分：第一部分為遺傳信息的轉錄，包括RNA和DNA的區別、RNA的種類、轉錄的概念和過程。第二部分為遺傳信息的翻譯，包括堿基與氨基酸的對應關系、密碼子的概念和特點、反密碼子的概念、tRNA的結構和功能、翻譯的概念和過程。第三部分為中心法則，根據生物科學研究的最新成果，在轉錄和翻譯的基礎上對遺傳信息的流向進行了補充，并形成中心法則圖解。美國教材沒有明顯的板塊劃分，而是按照基因與蛋白質、RNA、轉錄的概念和過程、RNA加工、遺傳密碼、翻譯的概念與過程的順序進行展開。

通過比較發現：我國教材以問題串的形式層層推進，比如“遺傳信息的轉錄”按照“RNA是什么物質？為什么RNA適于作DNA的信使呢？DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？”問題串的邏輯順序進行展開；“遺傳信息的翻譯”則按照“堿基與氨基酸之間的對應關系是怎樣的？游離的氨基酸是怎樣被運送到合成蛋白質的生產線上的呢？”問題串的順序展開。這種編排有利于引導學生基于問題進行探究性學習，有利于培養學生的科學思維和科學探究素養。美國教材沒有設置推進式的問題串，而是按照知識的邏輯順序進行展開，這種編排有利于體現知識的系統性和聯系性，有利于學生理解并構建完整的知識體系[ 4 ]。

此外，我國教材在闡述翻譯過程之后，介紹了一個mRNA分子上結合多個核糖體的現象，并結合科學發展史對中心法則進行詳細闡述。而美國教材在介紹轉錄過程之后，講解了RNA的加工處理過程，并穿插了內含子和外顯子的概念。由此可見，中美生物學教科書對同一內容有著不同的側重點。為了降低學習難度，我國教材對內含子和外顯子等復雜概念進行了刪略處理。為了凸顯生命的信息觀，體現科學不斷發展的特點，我國教材對中心法則進行了詳細論述。與類似科學論文的美國教材相比，我國教材更加符合我國學生的學情，易于學生理解。

3 ?欄目設置對比

為了對正文內容進行解釋和拓展，中美教材都設置了各種各樣的欄目。本文對中美教材中“轉錄和翻譯”部分的欄目設置進行梳理，如表1所示。

從欄目設置可以看出中美教材均以學習目標或本節聚焦的形式，指明本節的學習方向，均有思考討論或技能實驗欄目引導學生進行思考。但二者欄目設置也存在以下差異：美國教材有重要術語的復習和介紹，注重前后知識的聯系，而我國教材通過想象空間、相關信息等欄目對正文內容進行了擴充說明，并重視生物科學史的獨特教育價值，在正文以及生物科學史話欄目均有體現。

4 ?類比語言對比

由于轉錄和翻譯都是發生在分子層面的過程，學生在日常生活中很難有相關經驗的積累，所以本節內容是高中學生的認知難點。為了幫助學生理解和建構相關概念，中美教材都采用類比方法，把復雜概念類比為學生生活中的事物或現象，化抽象為具體，但二者在喻體的選擇上略有不同。在介紹轉錄過程時，我國教材把細胞核比作司令部，把細胞質比作戰場，把DNA比作司令，把RNA比作信使；而美國教材把DNA比作工程師的指令，把RNA分子比作工人，把蛋白質合成過程比作汽車裝配流水線。在介紹翻譯過程時，我國教材把核糖體比作裝配機器，mRNA與核糖體結合成蛋白質生產線，tRNA是把氨基酸搬運到生產線上的搬運工；而美國教材把細胞質比作生產工廠，把核糖體比作裝配線，把mRNA比作攜帶工程師指令的工人，把tRNA比作零配件供應工人。我國教材根據轉錄和翻譯的過程特點，選擇不同的喻體，有利于輔助學生理解抽象過程。美國教材關于本體和喻體的敘述龐雜，不利于學生的理解。因此，教材運用類比法進行敘述時，應該保證文字的簡潔性和可讀性。

5 ?課后習題對比

我國教材的課后習題包括2道判斷題、1道選擇題、1道拓展問答題，共4道題目。4道題覆蓋了轉錄的過程、密碼子與氨基酸的對應關系、翻譯的過程等知識點，注重對生物學基礎知識的考查，并通過拓展問答題考察學生對本節內容的理解程度和遷移運用能力。美國教材課后題共6道問答題，6道題覆蓋了轉錄的過程、密碼子的概念、tRNA的作用、翻譯的過程等知識點。這些題目既測試了學生對基礎概念的記憶水平，也考察了學生對過程模型的理解應用水平。美國教材的課后習題設置與國內高校生物教材的課后復習題相似，并且知識覆蓋面和測試效果優于我國教材的選擇題和判斷題。選擇題和判斷題等客觀題適于考試中應用，可以提高閱卷速度，但不適合作為課后習題的主要類型[ 5 ]。

6 ?小結

研究發現，中美教材“轉錄和翻譯”部分在教材中的位置、設計思路、欄目設置、類比語言、課后習題等方面存在一定差異。美國教材注重知識本身的邏輯順序，有利于學生理解并構建完整的知識體系，但存在專業程度高，部分概念過于復雜的情況；我國教材重視學習情境的創設，利用問題串層層推進，引導學生進行思考，但為了降低學習難度，對內含子和外顯子等復雜概念進行了簡化處理。總之，兩種教材各有所長，而我國教材更符合現階段我國學生的學習需求，美國教材可以作為拓展課堂內容的重要參考。一線生物學教師需要深入分析課程標準和學生情況，把美國教材的有益之處運用到教學中。

參考文獻：

［1］ 嚴丹，吳萌希，任山章.中美高中生物教材難度比較——以“光合作用”為例[J].中學生物學，2021，37（1）：63-65.

［2］ 朱正威，趙占良.生物學·必修2·遺傳與進化［M］.北京：人民教育出版社，2019：64-70.

［3］ 比格斯，等.生物·生命的動力［M］.廖蘇梅，等譯.杭州：浙江教育出版社，2008：512-519.

［4］ 馬小明，王燕霞.中美高中生物教材中“孟德爾遺傳定律”部分的比較[J].中學生物學，2017，33（8）：69-71.

［5］ 李康博.中美高中生物學教材的對比及課堂應用指導——以“細胞呼吸”為例[J].中學生物學，2019，35（12）：53-54，67.