新課標引領下的人教版高中生物學新舊教材實驗內容的對比分析

摘要：以生物學必修課程中模塊2“遺傳與進化”為例，從實驗內容、欄目、插圖和學科素養培養特點四個方面，對新舊教材實驗進行比較、分析解讀，探究教材改革對促進學生生物學學科核心素養發展的重要作用，以便教師在教學中更好地落實。

關鍵詞：新課標；人教版教材；遺傳與進化；生物學實驗；比較分析

文章編號：1003-7586（2024）03-0074-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗作為高中生物學課程的重要組成部分，在啟蒙科研、激發學生的學習興趣及對生命現象的探索等方面有重要意義。

隨著《普通高中生物學課程標準（2017年版2022修訂）》（以下簡稱《課程標準》）的頒布，人民教育出版社2019年版生物學教材（以下簡稱“新教材”）隨之出版?！墩n程標準》提出了培養學生生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面的生物學學科核心素養的理念，而生物實驗是學生形成和發展核心素養的關鍵途徑，特別是在提升學生的科學思維、科學探究方面起著積極的影響。因此，作為《課程標準》的載體，新教材在人民教育出版社2004年版生物學教材（以下簡稱“舊教材”）的基礎上進行了發展和完善。本文以人教版普通高中《生物學·必修2·遺傳與進化》新舊教材實驗部分為例，進行對比分析。

1 實驗內容對比分析

1.1 從實驗數量方面對比分析

對新舊教材“遺傳與進化”模塊實驗部分的對比如表1所示。新教材在《課程標準》的指引下，在揭示現代生物進化理論方面，增設“探究抗生素對細菌的選擇作用”實驗；在“建立減數分裂中染色體變化的模型”實驗中，模擬減數分裂中染色體數目和主要行為的變化、非同源染色體的自由組合的基礎上，增設了步驟三“模擬減數分裂中四分體時期非姐妹染色單體間的互換”，有助于學生更好地理解減數分裂中配子多樣性的形成原因，有利于突破教學難點。新教材對實驗部分進行了優化，實驗數量雖然減少，但是突出重點，更加接近學生的最近發展區，確保學生有充裕的時間主動探究，使實驗教學更具有可行性和針對性。

1.2 從實驗嚴謹性方面對比分析

新教材修改了舊教材中的一些不規范的地方。例如，在“性狀分離比的模擬實驗”中，新教材增加“按步驟（3）（4）重復做30次以上”這一步驟，保證每個小球自始至終都有同等的機會被抓取，使得實驗更嚴謹。

新教材增添或更換了某些實驗材料或試劑。例如，在“制作DNA雙螺旋結構模型”中，實驗材料增加了“鐵絲”，更符合制作實際；在“建立減數分裂中染色體變化的模型”實驗中，增加了“扭扭棒”等，克服了橡皮泥重復性差，且容易折斷的缺點；在“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗中，染色液用0.01 g/mL的甲紫（舊稱龍膽紫）溶液代替。

新教材緊跟社會和科技發展。例如，新教材在“建立減數分裂中染色體變化的模型”實驗中，不僅提供了適于制作染色體的材料，還增加了“如果條件允許，建議在計算機上制作減數分裂的動態模型”。

實驗內容編排更為合理。隨著科技發展，人們已經對基因檢測的內涵及其應用有了較深刻的認識，該內容并入了文本正文。

這些改動都使教材內容更為嚴謹科學，體現了生物學科的客觀性、科學性。

1.3 從實驗類型方面對比分析

舊教材以驗證實驗為主，即給定實驗課題，明確實驗過程及現象，對其進行驗證，實驗的結果，學生通過看課本就已知曉。新教材主要以探究實驗為主，將舊教材的“實驗”“探究”“課外實踐”“模型建構”“調查”“資料搜集和分析”合并為“探究·實踐”，通過探究實踐活動，引導學生針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論，關注學生學習過程中的實踐經歷，注重學生科學探究素質的培養。

2 實驗欄目設置對比分析

新舊教材的實驗欄目的比較如表2所示。從實驗欄目名稱上看，新教材將舊教材中的“資料分析”更名為“思考·討論”，“實驗”“調查”“探究”“模型建構”改為“探究·實踐”，這些改動突出培養學生的科學探究能力；將舊教材中的“技能訓練”更名為“思維訓練”，凸顯培養學生的科學思維能力。從數量上看，實驗欄目數目雖減少，但符合內容突出重點的基本理念，利于指向性地培養學生科學探究能力。

3 實驗插圖、表格比較分析

3.1 實驗插圖、表格占比增加

新教材實驗平均插圖及表格數量增加如表3所示。例如，在“觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片”的實驗中，增加了細胞分裂圖；在“低溫誘導植物細胞染色體數目的變化”實驗中，增加了蒜根尖細胞染色體數目加倍的顯微照片（放大400倍）。通過觀察對比，學生對實驗現象產生正確的認識，從而在實驗時能夠判斷是否取得理想的實驗結果。低溫和常溫的對照以及學生自制的裝片和顯微照片的對照，使學生清楚地看到低溫誘導后的細胞染色體數目的變化，更好地理解低溫可誘導植物細胞染色體數目增加的變化情況。

3.2 實驗插圖更加清晰美觀

例如，在“性狀分離比的模擬實驗”等實驗中，插圖顏色鮮艷，清晰明了，具有美感；在“觀察蝗蟲精母細胞減數分裂裝片”實驗中，插圖的下面標注了分裂時期，可幫助學生對分裂各時期的染色體形態、位置產生清晰的直觀的認識。清晰美觀的插圖可使抽象復雜的內容直觀化、簡約化，減少學生獲取信息的時間，有利于學生把握重點、理解難懂的生物學概念。

4 在核心素養培養方面比較分析

4.1 更加注重科學探究和科學思維的有機融合

科學思維和科學探究是學科核心素養的核心內容，是進行科學活動的兩種能力，兩者相輔相成，缺一不可?？茖W思維是運用科學的思維認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力，是科學探究活動的內在本質。但是，“只有科學探究的形式，缺乏科學思維的內涵”的現象在實際教學中時有發生。為了讓學生在學習過程中逐步鍛煉和發展思維能力，新教材設置了“思維訓練”等欄目。例如：第2章第1節“思維訓練”欄目將識圖和作圖換成了用表格歸納配子形成和受精作用對遺傳穩定性和遺傳多樣性的影響，鍛煉了學生的歸納與概括能力；第5章第1節的“思維訓練”欄目讓學生分析吸煙與患肺癌的相關性，促進學生分析能力的發展。

4.2 新教材實驗貼近生活，利于社會責任培養

新教材增設的“探究抗生素對細菌的選擇作用”實驗，采用藥物敏感紙片法測定藥物的抑菌圈直徑的大小以反映細菌耐藥性大小。該實驗，幫助學生理解抗生素對細菌的逐代篩選，促進細菌耐藥性的進化，理解濫用抗生素有增強細菌的耐藥性、不良反應繁多、導致菌群失調的危害；了解“超級細菌”產生的原因和后果，形成合理使用抗生素的意識。這些知識為學生日后參與個人與社會事務的討論，做出理性解釋和判斷，主動向他人宣傳關愛生命的觀念和知識，崇尚健康文明的生活方式，成為健康中國的促進者和實踐者奠定了理論基礎。

5 結語

“探究·實踐”是學生開展實踐活動的指南，它注重學生的動手操作、理論聯系實際、加深對生命觀念的感悟等，是學生形成和發展生物學學科核心素養的關鍵途徑，尤其在提升科學探究和科學思維能力方面起到不可替代的作用。我們在教學工作中要及時關注新舊教材的變化，結合《課程標準》深刻領會“教學過程重實踐”等理念，創造條件讓學生參與調查、觀察、實驗和制作等活動，發揮生物學實驗教學優勢，提升學生的學科核心素養，為培養創新人才夯實基礎，積極踐行為黨育人、為國育才的教育目標。

基金項目：河南省教育科學“十四五”規劃2021年度課題“新高考評價體系下教師專業化成長實踐研究”（202IYB1552）。