教材插圖在中外方生物教材中的差異比較

楊璐

摘 要：教材插圖是生物教學過程中不可缺少的一部分，教材插圖的合理利用有助于闡明生物學的概念、過程和原理，提高教材利用的有效率，幫助學生構建完整的知識網絡體系，達到事半功倍的教學效果。文章比較本校國際部學生使用的美國大學先修課程（Advanced Placement Course，簡稱AP課程）生物教材和浙江考生普遍使用的浙江科學技術出版社（簡稱浙科版）生物教材“基因控制蛋白質合成”一節(jié)中兩者插圖使用的差異，旨在為后續(xù)生物的課堂教學提供一些參考，使學生的生物學核心素養(yǎng)得到提升。

關鍵詞：AP課程；浙科版生物教材；插圖；比較研究

中圖分類號：G633.91?? 文獻標識碼：A?? 文章編號：1673-8918（2024）01-0128-04

美國大學先修課程（Advanced Placement Course）簡稱AP課程，最早是在1951年由美國的福特基金會下的促進教育基金組織發(fā)起的，從1955年開始由美國大學理事會負責管理。AP課程體系產生的初衷是解決美國高中與大學課程之間更好銜接的問題，現在已經逐漸衍生為高中生申請美國等一流大學的一個選拔依據。AP課程從最初的11門科目目前已發(fā)展壯大到38門，包含藝術類、語言類、數學、計算機以及科學等類別。比如，我校國際部準備出國的學生就會根據自己的興趣愛好和未來的就業(yè)方向選擇相應的AP課程，并參加每年五月相應的AP考試，獲得1～5分5個等級中相應的分數。而浙科版生物教材是浙江省杭州、溫州、嘉興、臺州等多地采用的高中生物教材，總共有5本書，必修一是分子與細胞，必修二是遺傳與進化，選修一是穩(wěn)態(tài)與調節(jié)，選修二是生物與環(huán)境，選修三是生物技術與工程，其中必修一、二是高中生參加學考的參考用書，必修一、必修二以及選修一、二、三是選考的參考用書。

一、 AP生物課程簡介

AP生物課程是AP課程科學系列課程中的一門，一般未來選擇醫(yī)學或生物學方向的學生都會選修該課程。AP生物課程常用的教材版本是皮爾森版本，其中包含生命化學、遺傳、進化等單元內容。與浙科版生物教材具體目錄比較見表1、表2和表3。從表1和表2中可以看出，AP生物教材主要增加了細胞信號轉導、基因組、進化樹、脊椎動物以及無脊椎動物等內容。此外，從表3中可以發(fā)現，AP生物教材中多了動物營養(yǎng)學、動物繁殖這方面的內容，這些都說明從內容上AP教材與浙科版教材有明顯不同，AP生物教材更注重內容的全面性和豐富性。

二、 教材插圖分類以及對教學的作用

（一）生物教材插圖分類

生物教材中的插圖根據所發(fā)揮的作用大致可以分為結構模式圖、步驟流程圖、柱形圖、實驗示意圖、科學家頭像圖、知識結構圖以及一些生物的圖片等七類插圖。

（二）插圖的作用

1. 激發(fā)學習熱情，簡化教學難點

合理應用教材中插圖可以將抽象的生物學結構、概念以及過程等具體化。比如，浙科版生物教材必修一第二章中細胞器以及各種細胞亞顯微結構插圖的使用，使得原本枯燥的定義變得更加生動、形象，這樣更容易激發(fā)學生的興趣，激發(fā)他們的求知欲，幫助建構新的知識體系。再比如，第三章細胞的代謝中卡爾文循環(huán)過程的示意圖將光合作用的碳反應過程簡化成三步，學生可以對光合作用碳反應如何進行以及光合產物三碳糖的去向有感性的認識，方便學生理清光合作用的整個過程，從而減輕學生的學習負擔。

2. 立足生命觀念，提升保護意識

教材中選用了一些患者插圖，如必修一第四章第三節(jié)細胞凋亡中兒童早衰癥患者和必修二第四章第三節(jié)染色體畸變中唐氏綜合征患者等插圖，可以讓學生直觀理解這些疾病導致的危害，引起學生對生命的尊重，提升學生保護生命的意識，引導學生更加健康快樂地生活。

3. 了解科學發(fā)展，拓寬學生視野

教材中使用科學家頭像圖，如浙科版生物必修一第二章第一節(jié)“細胞是生命的單位”中，科學家胡克頭像圖的應用，可以使生物科學史的介紹不再單調，有助于學生了解科學發(fā)展的歷程，并且意識到科學的發(fā)展需要很多科學家的共同努力，科學發(fā)展是一個不斷開拓、不斷完善的過程，進而培養(yǎng)學生的實踐與動手能力，增強學生科學探究的能力。

4. 構建知識體系，聚焦單元整體

教材每一章節(jié)的最后采用的知識結構圖，以某一個知識點為中心詞，將整章內容有機整合在一起，清晰展示各個相關概念與過程，幫助學生構建知識網絡體系，讓學生可以從整體上把握每個知識點，這與目前所提倡的整體單元教學理念相符。

5. 尊重事實依據，培養(yǎng)科學思維

教材中利用顯微鏡和電子顯微鏡，并結合特殊的染色插圖真實展示不同細胞的形態(tài)等，有助于學生在尊重生物學事實依據的基礎上，進一步培養(yǎng)分析、比較與歸納等科學思維的能力，學會更加辯證地去看待生物學問題。

6. 掌握生物技術，體現社會責任

教材中關于轉基因技術、密度梯度離心技術以及放射性同位素示蹤技術等插圖在輔助教師教學的過程中，有助于學生掌握相應生物技術的理論知識，為社會培養(yǎng)生物學人才，鼓勵他們參與解決社會熱點生物學問題。

三、 “基因控制蛋白質合成”一節(jié)中中外教材插圖的異同點

（一）兩本教材所用插圖的數量和類型比較

浙科版第三章第四節(jié)“基因控制蛋白質合成”中總共用了6張插圖，即4張過程圖和2張結構圖。AP生物教材第三章第十七單元“基因表達”一節(jié)中總共用了26幅插圖，即17張過程圖、7張結構圖和2張動物圖。

（二）教材中具體插圖的比對

基因控制蛋白質合成即基因表達，包括基因的轉錄和翻譯兩個過程，該內容選自遺傳的分子基礎一章，內容相對微觀，比較抽象，學生在學習時理解上會有一定的困難。

1. 轉錄過程

AP生物教材中描述轉錄過程用了7幅插圖，分別為轉錄的起始、延伸和終止三個階段；真核細胞內轉錄的起始；轉錄延伸具體過程的放大圖；RNA形成；RNA剪接；RNA剪接體；外顯子和蛋白質區(qū)域對應。而浙科版生物教材中描述轉錄過程用了1幅插圖，即RNA的形成過程，與AP生物教材中轉錄延伸具體過程的放大圖類似，都說明了轉錄的模板鏈、轉錄的方向、轉錄的原料以及條件。對于真核生物最初產生的RNA是未成熟的，需要經過加工才能成為成熟的mRNA有文字描述，但沒有具體插圖輔助說明。但在實際教學中，對RNA剪接加工過程的插圖（圖1）還是有必要的，可以向學生直觀地展示整個過程，幫助學生理解相關知識。另外，這幅圖還對原核和真核細胞轉錄翻譯過程的差異進行了說明。

2. 翻譯過程

AP生物教材中對翻譯過程進行講解時用了11幅插圖，分別為翻譯；tRNA的結構；tRNA與氨基酸如何連接；tRNA與mRNA如何配對；翻譯的起始；多肽鏈的延伸；翻譯的終止；蛋白質如何靶向到內質網；多核糖體鏈；細菌的邊轉錄邊翻譯（圖2）；真核細胞的轉錄和翻譯（圖3）。浙科版生物教材中翻譯過程用了3幅插圖，分別為tRNA的結構；翻譯的部分過程和多核糖體在一個mRNA分子上同時合成多條肽鏈。真核和原核細胞轉錄翻譯過程及差異是教學的重點，也是考試選擇題中經?？疾榈闹R點，但浙科版生物教材中對該知識點并未有明確的提及。一般在教學過程中，教師將其作為必要的知識點進行補充講解，所以對該部分內容插圖的合理使用，可以使原本抽象的描述更加形象化，有利于幫助學生構建知識體系，真正理解基因表達如何進行，從而提升學生的生物學素養(yǎng)。

（三）多采用的插圖的作用

AP生物教材“基因控制蛋白質合成”一節(jié)中采用了很多精彩的插圖，通過詢問國際部選修該課程的幾位學生，了解到這些插圖形象展示了生物學具體的過程，方便學生預習和復習。另外，有了這些插圖，學生在課堂上只需要標注關鍵知識點就可以，可以更加專注于課堂，大大減輕了學生上課記筆記的負擔。

四、 結論

筆者以“基因控制蛋白質合成”一節(jié)為例，對AP生物與浙科版生物兩本教材中該節(jié)的插圖進行了比較，發(fā)現AP生物教材作為高中生物與大學生物的銜接教材，采用了大量有注釋和說明的插圖，更注重化抽象為具象，內容涵蓋上也更全面，知識點講解上更加細致，形式更加多樣，色彩上更加豐富，非常適合想提升自身生物學素養(yǎng)人群的自學教材，學生可以通過閱讀本教材初步理解相關的內容。而浙科版生物教材面對的是需要參加學考和選考的高中生，結合學情，相對AP生物教材而言教材有些內容上做了適當的刪減，減輕了學生學習的負擔，體現了精簡原則，但有些知識點，比如“原核與真核生物基因轉錄表達過程的差異”沒有對應的插圖和文字說明，近幾年該考點卻在考試中經常涉及，而且也是難度系數比較高的題，所以教師在講授該知識內容的教學過程中，需要對該知識點進行必要的補充和拓展，以提升學生解決生物學問題的能力。結合AP生物教材本身的特點，在后續(xù)的實際教學中，建議我國的生物教師借鑒該教材中的一些精彩的插圖，輔助日后的課堂教學，使生物學知識的講授過程更加形象化，幫助學生理解教學的重難點，構建知識網絡，從而提升學生學以致用的能力，最終使學生生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任四個方面的生物學核心素養(yǎng)得到進一步的提升和發(fā)展。

參考文獻：

［1］徐蘋.大學先修課程在中國的探索與實踐［J］.中國教師，2012：14-16.

［2］張婷婷，文東茅.美國AP課程質量管理模式及其啟示［J］.課程與教學，2016（10）：61-67.

［3］徐猷.“遺傳信息的表達——RNA和蛋白質的合成”的教學設計（第1課時）［J］.生物學通報，2011，46（1）：34-36.

［4］梁長余.“基因知道蛋白質的合成”的教學設計［J］.生物學教學，2013，38（12）：29-31.

［5］施桂麗.“基因知道蛋白質的合成”一節(jié)的問題鏈教學設計［J］.生物學教學，2014，39（1）：29-31.