初中生物學(xué)新教材中“藻類”內(nèi)容的三重解讀*

摘要：基于《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》對“藻類”的界定，剖析“藻類”內(nèi)容的生物學(xué)分類，綜合比較2024年秋季投入使用的義務(wù)教育生物學(xué)多個版本新教材中“藻類”的內(nèi)容結(jié)構(gòu)及呈現(xiàn)方式，探尋落實“藻類”概念教學(xué)的依據(jù)，進而提出若干教學(xué)建議：借助藻類的科學(xué)爭議，提升學(xué)生的批判性思維；借助藻類的科學(xué)前沿，提升學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀；借助藻類的科學(xué)價值，提升學(xué)生的環(huán)保意識。

關(guān)鍵詞：初中生物學(xué)；新課標(biāo)；新教材；藻類

與《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡稱“2011版課標(biāo)”）相比，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“2022版課標(biāo)”）在課程內(nèi)容方面作出了許多調(diào)整，“藻類”就是其中的一項。在兩版課標(biāo)中，“藻類”都隸屬于“生物的多樣性”這一學(xué)習(xí)主題（2011版課標(biāo)中這一主題名為“生物多樣性”），差別在于：2011版課標(biāo)中與“藻類”相關(guān)的重要概念描述為“概述植物（藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、種子植物）的主要特征以及它們與人類生活的關(guān)系”［1］，2022版課標(biāo)中與“藻類”相關(guān)的概念描述為“藻類是能夠進行光合作用的結(jié)構(gòu)簡單的生物”［2］，對于藻類是否屬于植物類群沒有明確說明。

基于此，我們嘗試剖析“藻類”內(nèi)容的生物學(xué)分類，綜合比較2024年秋季投入使用的不同版本義務(wù)教育生物學(xué)教材（以下簡稱“新教材”）中“藻類”內(nèi)容在結(jié)構(gòu)及呈現(xiàn)方式上的異同，據(jù)此提出若干教學(xué)建議，讓“藻類”內(nèi)容的教學(xué)更具素養(yǎng)指向。

一、 “藻類”內(nèi)容的科學(xué)家視角

生物學(xué)經(jīng)過時代的發(fā)展已經(jīng)形成了結(jié)論豐富的知識體系、特有的思維方式和探究方法，其研究過程和成果是生物學(xué)多個分支學(xué)科、交叉學(xué)科等各個領(lǐng)域的專家、學(xué)者共同努力的結(jié)果。這些研究者構(gòu)成了生物學(xué)的科學(xué)家共同體，引領(lǐng)科研團隊繼續(xù)深入鉆研，指導(dǎo)生物學(xué)教育教學(xué)的開展，決定著生物學(xué)教材內(nèi)容的選取。

作為自然界中普遍存在的一類生物，藻類因其種類的多樣性、價值的多元性、進化的重要性而成為生物學(xué)科學(xué)家研究的重點與熱點，進而成為生物學(xué)知識體系中不可或缺的一部分。初中是學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)生物學(xué)的起始階段，為了更好地了解真核生物的進化歷程，了解植物類群的演化過程，藻類是必須學(xué)習(xí)的知識。然而，因為科學(xué)家們研究角度的不同和技術(shù)手段的時代性局限，目前科學(xué)界對于藻類的研究在達成一定共識的基礎(chǔ)上也存在一些分歧，這為藻類知識的教學(xué)帶來了一定難度，尤其是其生物學(xué)分類上的調(diào)整及爭議，給初中生物學(xué)課堂帶來了一定的困惑。

（一） 藻類的生物學(xué)分類

在舊的生物學(xué)分類系統(tǒng)中，藻類被歸為植物，而隨著生物學(xué)研究方法、理論和體系的日趨成熟以及新興技術(shù)與研究工具的廣泛應(yīng)用，生物學(xué)分類系統(tǒng)得到前所未有的高速發(fā)展，藻類的內(nèi)涵和分類也隨之發(fā)生變化。藻類不是生物分類學(xué)中的一個類群，更不是一個自然類群，但它們有很多共同特征，如大多數(shù)結(jié)構(gòu)簡單，沒有根、莖、葉的分化，能夠進行光合作用，合成自身所需的有機物并產(chǎn)生氧氣。［3］與植物的關(guān)系也僅限于兩者都具有葉綠素、能進行光合作用、能營自養(yǎng)生活三個方面。如何對藻類進行規(guī)范、科學(xué)地分類一直存在爭議。

如圖1所示，隨著分類學(xué)從兩界分類系統(tǒng)向真核生物的現(xiàn)代分類系統(tǒng)發(fā)展，藻類的分類體系也不斷調(diào)整：有的學(xué)者將藻類歸為原生動物界；有的學(xué)者將藍藻歸為原核生物界，硅藻和眼蟲歸為原生生物界，其余藻類則歸為植物界；有的學(xué)者將藻類歸為真核生物界。［5］雖然當(dāng)前生物學(xué)界應(yīng)用的藻類分類依據(jù)是基本可靠的，但分類依據(jù)之間在進化過程中的關(guān)系還沒有完全確定下來，所以藻類的分類出現(xiàn)了百家爭鳴的現(xiàn)象。［6］要理解藻類的生物學(xué)分類現(xiàn)狀，還需進一步了解藻類的系統(tǒng)發(fā)育。

（二） 藻類的系統(tǒng)發(fā)育

藻類的系統(tǒng)進化能反映生物界從原核到真核、從單細胞到多細胞等（簡單生命體向復(fù)雜生命體）進化的整體歷程，其理論依據(jù)主要是質(zhì)體內(nèi)共生次數(shù)。研究表明，真核生物的葉綠體源于單細胞“鞭毛蟲”吞噬的藍藻，后者沒有在宿主體內(nèi)被消化分解，而是逐漸演化成了新細胞的葉綠體。［7］這種某些真核生物通過吞噬藍藻獲得葉綠體的方式被稱為初級內(nèi)共生。［8］綠藻、紅藻也通過初級內(nèi)共生獲得葉綠體，這些藻類被稱為原生質(zhì)體藻類［9］，與有胚植物被合稱為原始色素體生物，共同形成了一個單系群，即由共同祖先及其所有后代組成的類群，因此綠藻、紅藻被劃分到植物界［10］。其他藻類，如隱藻、定鞭藻、硅藻等，則是通過吞噬紅藻和綠藻獲得葉綠體，這個過程被稱為次級內(nèi)共生。［11］再有甲藻類是通過吞噬隱藻、硅藻和定鞭藻等次級內(nèi)共生藻類獲得葉綠體，這種內(nèi)共生方式被稱為多級內(nèi)共生。［12］由于次級內(nèi)共生和多級內(nèi)共生時的宿主各不相同，形成的真核藻類在系統(tǒng)發(fā)生關(guān)系上與原生質(zhì)體藻類以及有胚植物相差甚遠，所以不將它們算作植物。［13］

二、 “藻類”內(nèi)容的教材比較

教材是學(xué)校教育教學(xué)的基本依據(jù)，是解決“為誰培養(yǎng)人、培養(yǎng)什么人、怎樣培養(yǎng)人”根本問題的重要載體，直接關(guān)系黨的教育方針能否落實、教育目標(biāo)能否真正實現(xiàn)。可以確定的是，新教材編寫者在教材內(nèi)容的選擇和組織上必然充分依據(jù)2022版課標(biāo)，高度重視與把握教材內(nèi)容的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，努力呈現(xiàn)其多樣性與統(tǒng)一性。

（一） “藻類”知識的科學(xué)性與準(zhǔn)確性

對比人教版、蘇教版、冀少版、濟南版、蘇科版、浙教版這六版新教材，可以看出，不同版本的新教材在“藻類的定義”上采取了學(xué)界已經(jīng)達成的統(tǒng)一認(rèn)識，而對于科學(xué)界存有爭議的“藻類的分類”采取了不同的態(tài)度（詳見表1）。總體上看，人教版、蘇教版、冀少版、濟

南版、蘇科版這五版新教材對藻類分類的呈現(xiàn)基本一致，而浙教版新教材認(rèn)為藻類屬于植物，這可能與藻類在最新的生物學(xué)進展中

并未完全從植物中剝離有關(guān)，即綠藻和紅藻仍歸屬于植物界。而人教版新教材在正文旁設(shè)置了旁欄“小資料”，對藻類的分類地位提供了不同的觀點輸出。可以看出，編寫者力圖在新教材中呈現(xiàn)藻類知識的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，只是不同版本新教材所選取的角度不同。

（二） “藻類”知識的多樣性與統(tǒng)一性

藻類種類繁多，對六版新教材中列舉的藻類進行梳理，就可以佐證這一點。無論是基本特征，還是生活方式，不同的藻類之間存在很大差異（詳見下頁表2）。教材中出現(xiàn)頻率最高的是衣藻、海帶和水綿，它們的形狀、大小各異，分屬不同的門，充分體現(xiàn)了藻類的多樣性。但又不難看出藻類的共性，即藻類大多生活在水里，物種豐富，既有單細胞，又有多細胞，能夠進行光合作用。

從不同版本新教材對藻類的呈現(xiàn)方式，我們可以得到啟示：在藻類的生物學(xué)歸屬上應(yīng)尊重現(xiàn)有的研究成果；藻類的生物學(xué)分類地位不是教學(xué)的重點，教學(xué)重點應(yīng)放在藻類概念的教學(xué)上，讓學(xué)生充分認(rèn)識到藻類的多樣性及其與人類生活的關(guān)系。

三、 “藻類”內(nèi)容的教學(xué)建

結(jié)合藻類現(xiàn)有的理論研究成果，在綜合比較新舊課標(biāo)、多版本新教材后，切實考慮一線教師的教學(xué)困惑，就“藻類”內(nèi)容的教學(xué)，我們提出以下幾點建議：

（一） 借助藻類的科學(xué)爭議，提升學(xué)生的批判性思維

學(xué)生在學(xué)習(xí)“藻類”知識時，可能會產(chǎn)生“藻類就是植物”“帶‘藻’的就是藻類”等錯誤的前概念。教師在教學(xué)中可以向?qū)W生介紹科學(xué)界對藻類分類的不同觀點。例如，藍藻又名藍綠藻、藍細菌，是最簡單、最原始的單細胞生物，雖然帶“藻”，但有的學(xué)者將其劃分為原核生物界，有的學(xué)者則將其單獨列為藍藻門。又如，黑藻在生物課堂中常被用作觀察葉綠體及探究光合作用原理的實驗材料，但是黑藻在分類上歸屬于被子植物門。教師可以借助科學(xué)爭議，引導(dǎo)學(xué)生提出自己的主張，并收集資料、循證，進而討論、歸納得出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和實證意識，提升學(xué)生的批判性思維。

（二） 借助藻類的科學(xué)前沿，提升學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀

教師在教學(xué)“藻類”內(nèi)容時，應(yīng)提供充分的有關(guān)藻類的科學(xué)前沿信息。例如，我國藻類科研團隊已經(jīng)利用新型CRISPR基因編輯技術(shù)，構(gòu)建出以海洋微藻為“底盤細胞”的生物學(xué)細胞工廠，實現(xiàn)了海洋微藻的高效綜合利用。［14］又如，寧波大學(xué)的海洋環(huán)境微生物與藻類生物技術(shù)研究團隊利用藻類的原始特性，研發(fā)出了微藻CCUS技術(shù)。這一技術(shù)具有環(huán)境友好型及資源可持續(xù)利用的優(yōu)勢，能夠助力國家實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。教師可以利用科學(xué)前沿信息幫助學(xué)生理解藻類與人類生活的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)展的眼光看待科學(xué)、解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀。

（三） 借助藻類的科學(xué)價值，提升學(xué)生的環(huán)保意識

藻類可以作為餐桌上的食物（如紫菜、海帶、發(fā)菜等），但也會引發(fā)“水華”“赤潮”等環(huán)境問題。此外，藻類在應(yīng)對全球氣候變暖、開發(fā)生物質(zhì)能、勘探天然氣水合物、研究光合生物的起源與進化等領(lǐng)域已經(jīng)成為焦點。教師可以借助藻類豐富的多樣性及其直接價值與間接價值，以之作為學(xué)習(xí)線索，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生理解藻類在生態(tài)系統(tǒng)中的作用以及其對人類生活的多方面影響，進而提升學(xué)生的環(huán)保意識與社會責(zé)任感。

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