中外高中生物教材资源选择与编制的比较，本文主要内容关键词为：中外论文,教材论文,高中生物论文,资源论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
［中图分类号］G633.91 ［文献标识码］A［文章编号］1009－718X（2010）03－0051－05
在我国当前的基础教育课程改革中，一些学者对中、外高中生物教材进行了比较研究。这些研究或对中外教材的总体作出比较，或着眼于教材的某一方面，如，从习题设置①、教学目标等方面进行比较。我们课题组由于在授课过程中常常借鉴国外的教材资料，并取得了较好的教学效果，从而引发我们对国内外教材在资源选择与编制方面的差异进行反思。本课题组对我国人民教育出版社出版的三本《生物》必修（新课标版）教材②（以下简称新人教版教材）与加拿大安大略省教材Biology 11＼12③ 和由美国Campbell和Reece编制的Biology（国际版，第7版）④ 三部教材的资源配置情况进行了比较，总结三部教材在资源的选择与编制上的主要差异，反思不同资源所具有的不同的教育价值。
国外教材给人的印象首先是文字量大，总文字量均超过1000页（而新人教版必修教材三本书累加起来只有399页），文字量比我国教材平均多出3－4倍，个别章节最多超出十多倍。造成文字量悬殊的直接原因是不同教材对内容的取舍存在差异，各有侧重。我们认为，这种差异的本质是编者在教学资源选择和编制的理念、价值目标认同方面存在差异，对此本文试从以下五方面作出评析。
1.在过程性资源方面
教材的过程性资源是对科学研究过程中思维活动、思维发展与方法技术改进过程的逻辑梳理和交叠描述过程，是充满科学智慧与活力的思维活动过程。任何一个生物学“结论”都有其“过程”基础，任何“结论”都是对“过程”的逻辑概括或归纳总结，它反映着生物学现象产生的条件和原因、形成结论的依据。了解过程性资源有助于学生理解与内化知识，构建探究型认知结构。重视过程性资源实质上就是重视思维活动的过程，重视形成结论的事实和理论依据，对培养学生的科学精神、逻辑思维能力以及养成科学态度具有重要意义。
在过程性资源选择与编制方面，两部国外教材均采取既彰显过程，又注重结果和结论，过程和结论并重的策略。以“光合作用”一节的核心知识“光合作用的过程”为例，Biology 12用了3000多字，分4个1级标题、5个2级标题来叙述；Biology（第7版）则用了近5000字，分3个1级标题、4个2级标题来叙述；新人教版教材仅用600多字，用1个2级标题，分2个3级标题来叙述（见表1）。
对光合作用及其他生理、生化过程的描述，国外教材的共性特征有：（1）知识完整性。对任一生命过程的描述，从问题的初始到最终，所需知识均完整无缺地给予，无知识上的断裂或断层。对涉及的相关知识，也予以补充说明。（2）逻辑明晰性。对复杂问题，均采取“概述——分段详述——总结”的表达方式，层次鲜明，逻辑明晰，既有利于学生掌握总体框架，又便于对细节知识的归纳。（3）过程透视性。在描述生物学过程时，不仅介绍过程本身，还透视每一过程的意义和价值，使人深受启发。如，介绍寒冷时体温调节过程，不仅描述过程（靠近皮肤的血管收缩，减少向外的热量散失），还揭示这一过程的意义：使血液和热量集中于机体的重要器官，优先保证机体重要器官的功能（Biology 12，109页，大意）。这样的学习过程使学生明白、思路清晰、认识深刻。
相比之下，新人教版教材对于绝大多数过程性教学资源的处理方法是：对结论的形成过程或省去或作简化处理。如，对某些交织互通、较为复杂的知识网络只选取其中一条知识链；在上下关联的知识链中仅突出几个重要的知识点；对某些复杂物质的名称以简化符号取代；用陈述概念或总结性语句代替复杂的过程等。又如，对“光合作用的过程”的处理，将“水的光解过程”简化为“将水分解成氧和［H］”、将“化学渗透形成ATP的过程”替换为“ADP和Pi发生化学反应……光能就转变为储存在ATP中的化学能”、将“卡尔文循环过程”用一句话“C3接受ATP释放的能量并被［H］还原”取代等；其他章节如呼吸作用的过程、基因的表达过程、DNA分子的复制过程等很多过程都做了类似的处理；此外，对过程的意义价值不做深层次的解释和说明。这样处理的优点是结论突出、过程简明、内容简化，易于学生识记；不足是使学生丧失了深层次理解的机会，造成应用上的困难。新人教版教材缺少过程性资源是整体性、普遍性问题，这是国内教材不同于国外教材的显著特点之一。
2.在机理性资源方面
机理在生物学中指使某种生物学现象发生、发展的内部原因，包括生物机体组成部分的相互关系，以及其间发生的各种变化的理、化性质及相互关系。揭示机理性内容具有特殊的教育价值，可使学生将知识接受过程与分析、综合、抽象、概括等思维活动相结合，有利于激发学生探秘科学的欲望，养成乐于探索的好习惯；由于不断透析深层本质，有助于培养思维的深刻性。没有机理阐释的教学，其本质是无视思维的作用，容忍死记硬背。此外，揭示机理的过程常常遇到现代科学难以回答的“未解之谜”，教师可借以鼓舞学生立志攀登科学高峰，由于动机水平提高，使思维能力得到人格支持。
重视机理、阐述机理、进行迁移扩充是国外教材编制的重要理念，突出表现为两部国外教材均对大多数生命过程发生、发展的根本原因给予充分剖析，并提供实验证据及应用范例。如，对光合作用、呼吸作用过程中的电子传递机理、ATP产生的化学渗透机理；动、植物激素调节中的信息传递机理；免疫球蛋白基因重排机理、神经冲动产生的机理、细胞分化的机理等众多深奥机理，非但不予回避，反而彰显其重要性，从理论猜测到实验证明再到技术突破等多方面给予支持。总之，国外教材首先让学生理解“为什么”的问题，再叙述“是什么”的问题。对生物学而言，机理性知识是知识的源头，是活学活用的基础，只有讲清机理，才能使知识在学生脑海中扎根，如若省去了这个环节，即是在教学中抹去了思维，培养能力型人才就会落空。
生命发生的机理具有难度大、理性强、不易接受的特点。为化解阐释难度，在处理这种性质的知识上，国外教材不惜笔墨，跨越不同学科领域（如物理学、化学、人文、社会科学等），调动了多种辅助手段，如勾画框图、提供显微图片、制作动画、构建模型等，可谓一切服务于理性思维的形成。值得一提的是，国外教材对深奥、抽象的机理的解释，常常采用具象化方法，将抽象的思维转变成可见、可感的形象化内容，讲法灵活、生动有趣。如，Biology（第7版）中将光合作用机理用生活中常见的跷板原理进行类比（见图1），简单易懂：如，把光系统Ⅱ和光系统Ⅰ的作用比作两个不同高台，光的作用相当于用重物压跷板，将小球（电子）弹到（跃迁）一定高度，小球下落（电子回落）过程释放的能量生成ATP，小球降到一定高度时，第二个高台（光系统Ⅰ）再次将小球弹到更高的位置。这样把光反应机理讲得深入浅出，活灵活现。又如，Biology 12教材把“将密码子翻译为氨基酸序列需要tRNA和核糖体”比作“将乐谱转化为乐曲需要懂乐谱的人和乐器”（263页），这类精巧的类比具有普遍性。这样处理，不仅使学生易于理解和掌握知识，还会促使学生更加深刻地体会生命进化过程的合理性及适应性，渗透出自然和谐的美学内涵。
图1 光反应机理的模拟图（Biology（第7版））
相比之下，新人教版教材对生命过程的机理内容的处理则迥然不同。编者似乎只注重选择过程性、结论性知识，即只回答“是什么”的问题，而对于“为什么”的机理性问题则不予考虑和回答，如，对光合作用、呼吸作用、酶的催化作用、生长素促进生长、细胞的信息传递等众多内容的处理。在回答酶的催化作用时，教材叙述了“酶能降低化学反应的活化能”，但不解释“酶为什么能降低化学反应的活化能”。对少数生命现象的原因，如，兴奋的产生、兴奋在神经纤维上的传导，教材介绍了神经细胞膜电位变化与K[＋]外流、Na[＋]内流及膜对离子的通透性大小有关，这样模糊的说明，还不能成为阐释“为什么”的机理，对学生理解相关知识并无实质帮助。从新人教版教材编制的整体来看，缺少机理性资源是普遍性问题，这是中外教材的又一显著区别。
3.在学科交叉性资源方面
国外教材在涉及学科交叉性知识时，不以学科分界割裂知识间的联系，而是根据具体篇章、具体内容的特殊需要，有目的、有侧重地将其他学科知识引入到生物知识体系中来，使之成为整体中不可或缺的部分，同时又突出本学科的理论特色，堪称不同学科间知识结合的较好方式。
在涉及需要运用多学科知识来阐释的问题时，两部国外教材都选择从根本问题着手，运用系统论方法进行分析，把不同学科知识在较高层次上交织起来，清晰地显现出不同学科知识在特定情境中相互融合、不可分割。如，在“细胞中的水”中，Biology 12（11－12页）和Biology（第7版）（46－52页）均从“水的极性”这一基本性质出发，解释水与生命相关性的内在机制：由于极性，使水分子间形成氢键，进而导致水体产生较强大的内聚力和表面张力；水的极性也使水易被其他极性分子束缚（结合水），不易蒸发、不易结冰，故与生物抗逆性有关；水的极性使水成为良好的溶剂，有利于细胞内化学反应的发生；水的极性也与水具有较大的比热容和蒸发热有关……所有这一切表明，水为生命起源创造了适宜条件，也为地球上生物生存、生命活动的正常进行提供了最基本条件。再如，能量的守恒与转化是物理定律，同样也是阐释许多生物学现象的根基：在生态系统中，只有运用能量守恒与转化定律，才能从根本上解释生态系统中的能量流动的特点，也才能从根本上认清生物间的关系；只有切实将能量定律与细胞代谢过程交融，才能准确理解生命现象的本质。两部国外教材均充分运用物理定律来阐释生命现象，问题解决得深刻而透彻。
新人教版教材则采取学科本位的态度，对学科间知识的处理，多数采取“事不关己”的态度，即使引进也是象征性的，如，整个细胞化学知识只有寥寥数笔，远不能达到学科间水乳交融的水平。新人教版教材虽然做了不少改进，如，在教材中增加了“学科交叉”栏目，但实质上并未实现不同领域知识的真正融合，而是将其他学科内容简单地罗列，机械地搬到生物教材中来。就其功能而言，只不过是在提示在其他学科中有相关知识而已，至于这些知识与生物学知识有何内在联系、是否能恰如其分地解释生物学现象、是否需补充放大相关内容，以服务于生物教学的需要，则未做任何说明。
4.在科学方法类资源方面
国外教材在编写时，对每一个科学事实的由来，都立足于研究者、学习者视角，强调如何获取知识，凸显认知方法，促进认知能力的发展。其用意在于使学生洞悉科学原理、理解技术要点、了解相关的仪器设备及使用方法，强调知识获得过程。教材不仅要使学生明确“我们知道了什么”，还要使学生领悟“我们是怎样知道的”。美国哲学家、教育家卡尔·皮尔逊说：“形成科学的不是事实本身，而是用来处理事实的方法。”⑤。凭借科学方法，才能获得事实性知识。正是在这个意义上，才有人说方法是思想的形式体现，方法的实质就是思想⑥。方法体现科学思想，这个命题应该引起教育者高度重视。
在处理教材中的科学方法类资源方面，国外教材也给我们提供了有益借鉴。如，Biology（第7版）在处理“光合作用吸收何种光波”问题时（图2），首先，以图、文结合方式阐述“吸收光谱的测定方法”（译文）：①当光被棱镜分成各种颜色光（波长）后，②逐一将各色光通过样本（本实验中为叶绿素），这里显示绿光和蓝光通过，③透射过去的光打到光电极管上，将光信号转化为电信号，④用电流计测量电流，示数为光线穿透样本的部分。据此可测出（叶绿素的）吸光量。教材在完成上述步骤后，再来讨论“植物光合作用中最有效的光波是什么”，办法是：将太阳光的连续光谱经分光后逐一进行测定，即可确认光合作用的有效光。这类资源在Biology（第7版）中几乎分布于教材的每一章，Biology 12教材也有类似的内容。可以说，国外教材提供的每一个知识点都有相应的方法，几乎没有一个结论是强加于学生的。这样编制教材，更容易使学生看到科学研究的真实过程，使他们懂得方法本身即是科学，应对不同需要，采取不同方法，是科学发现取得成绩的最关键步骤。
图2 光合作用吸收光谱的测定（Biology（第7版））
新人教版教材较原版教材在科学方法方面加大了改革力度，在三本必修教材中，除“实验”外，还提供了不少“探究”范例，从提出问题、假设、设计实验、数据搜集处理、作出结论各环节都提供了可模仿、运用的样例，体现出对学生创新精神和实践能力的培养。此外，教材还配备有一定量的“探究活动”录像，给师生以细致的指导。但与国外教材不同的是，探究能力的培养集中体现在探究活动（即给予的范例）中，而不是用“培养探究能力”的思想指导教学内容的选择与编制，对培养探究型科学精神、科学习惯还显不足。对学习过程而言，思维形成与知识接受的过程还呈现分离状态。如，对“光合作用吸收何种光”这一问题的处理，教材叙述如下：“将绿叶中的4种色素溶液，分别放在阳光和三棱镜之间，从连续光谱中可以看到不同波长的光被吸收的情况：叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光。” （《生物必修1分子与细胞》98页）这样处理在某种意义上也可视为提供了一定的科学方法，但这个方法流于形式，对知道“为什么”并无帮助，对学生而言等同于事实叙述，所教的知识仍是记忆型的，不利于形成“探究型”内部结构。
5.在非理性资源方面
生物学是一门描述性较强的科学，恰当地运用数据及修辞手法，不仅能使内容描述具体、生动、精确、富于启发性，更重要的是还可以激发想象，达到引起注意等非理性效果，激发学生的学习兴趣。在语言运用方面，国内外教材也存在较大差异。
国外生物教材语言生动活泼，富于情趣，往往在显示主题意义之前，先从创设一个情趣盎然的情境氛围入手，使学生能够在感奋状态下接受理性内容；对抽象的、微观的科学命题，善于加入情感化语言，运用类比、比喻、反问等多种修辞手法，表达对生命奇迹及科学智慧的惊叹与赞美，真实地流露出作者的情感情绪、体验感受，感染读者。如，Biology 12教材在描述“DNA分子复制的精确性”时，这样绘声绘色地描写：“想象有人让你打印人类单细胞基因组中的六十亿个碱基对，以一个字母代表一个碱基，如果你以每分钟大约60个字母的速度工作，片刻不停地打，你将耗费30多年的时间才能完成这些序列的打印。然而，细胞只需要几个小时的时间来拷贝同样的材料。细胞复制的错误率约为十亿分之一，相当于你在5年的连续打印中只打错了一个字母”（原文见教材232页）。这样的描述不仅精确，而且语言生动形象，富于启发性，把一个理性认识过程转化为可见、可感的一连串形象活动。诸如此类的语言运用，普遍存在于国外教材，是几部国外教材又一鲜明的特色。每一个科学发现中都有非理性的因素。科学教学中也应注意非理性因素，使科学诉求与美学诉求有机结合。心理学研究认为，这对形成创造性思维能力具有一定意义。
相比之下，国内的教材比较注意内容，追求语言准确简练，表现出一种凝重、冷静的客观性，不常表露个性色彩。
总之，国外教材在教学资源的选择与编制上，重视知识形成过程和对形成过程的机理进行解释，着重在知识获取过程中培养学生的能力，提高他们的理解力和思维能力，培养他们的创造性品格，值得我们借鉴。国内教材突出结果和结论，简化处理知识形成过程，对过程机理的阐发、解释存在不足，学生不得不在更大程度上依靠记忆，应该改进。教材对于资源的选择与编制，实质上体现了编者对教育价值的选择，即对达到何种目标及达到目标的方法、手段的选择。不同的编制方式体现出编者对学生获取知识过程的理解不同，在教学资源的选择与编制上的差异可能与不同国家的教育理念、教育目标的不同有关。但无论哪种原因，教材的编写都要有利于学生个性发展，有利于学生构建科学的认知结构，有利于学生形成获取新知的能力及终身发展的能力。
注释：
① 张兴娟，郑晓蕙．浅谈美国高中生物学教材的课后习题[J].生物学通报．2009,(1).
② 朱正威，赵占良．生物（必修1－3）．第2版[M].北京：人民教育出版社，2007.
③ Blake and Craven et al.Biology 12.McGraw- Hill Ryerson.2002.
④ Campbell and Reece.Biology.Seventh Edition.Pearson.Benjamin Cummings.2005.Campbell and Reece.Biology.Seventh Edition.Pearson.Benjamin Cummings.2008.
⑤ 卡尔．皮尔逊．科学的规范．李醒民，译．北京：华夏出版社，1999:15.
⑥ 张玉琼，罗曼．读《生物学》－Neil A Campbell第三版《Biology》[C]//外国生命科学教材研究：第三届外国生命科学教材学术研讨会文集．武汉：湖北人民出版社，2002:59－67。