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例谈英国高中生物学教材的编写特色

2018-10-18
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英国高中生物学教材《生物学》从编写体例到内容设计都紧扣 2014 年英国国家课程体 系科学课程关键学段 4 生物学科的要求: 培养学生科 学的工作能力,为有潜力的中学生建立相关学科职业 基础提供平台,了解自然和适应科技飞速发展的社会, 为不同学生的未来发展提供参考[1]。 1 概念化的编写体例 教材全书的标题设置和正文中的特殊字体都是生 物学概念,是反映生命现象和生命活动规律的本质属 性,是对生物的结构、生理乃至一切生命现象、原理及 规律的阐述。科学课程要求学生深入地理解核心概 念,教材中的标题都是基本的生物学概念,而分级设置 标题,明晰了不同生物学概念的逻辑关系,层次分明, 易使学生辨析它们之间的内在关系,通过正文中具体 科学知识的阐述使学生掌握这些生物学概念,为理解 核心概念奠定基础,学习中还可以据此绘制概念图。 例如,第3 章蛋白质和核酸下设的第一级标题有: 早期的研究、蛋白质、蛋白质结构的等级、无机盐在生 物过程中的重要性、核酸 5 个标题。在蛋白质的标题 下,又设有蛋白质构建的基础———氨基酸、形成肽 键———缩合反应和水解、多肽 3 个二级标题。又如第 13 章保持生物多样性下设的一级标题有: 影响生物多 样性的因素、保护生物多样性的原因、保护生物多样性 的方法、国际合作 4 个标题。在影响生物多样性的因 素的标题下,又设有生境破坏、过度开采、狩猎、农业和气候变化5 个二级标题。因此,贯穿全书的概念化标 题设计是本书的一大特色,有利于学生掌握生物学科 中的核心概念,并运用到日常生活中,解释身边的现 象,达到英国国家课程的要求。 2 丰富的图片和示意图等材料 教材中每个章节的图片、示意图和表格等材料,数 量都达到20 个左右,每页至少有1 到2 个材料,并配有 较为详细的说明。图片的数量最多,使学生能直观感受 蕴含在真实生活中的科学道理,培养学生运用科学原理 解释自然现象的能力。图片清晰度和质量较高,具有较 强的时效性和典型性,其中涉及显微观察的图片都注明 了放大倍数。例如,其中的一张图片说明为“这是睡莲 叶子的结构( 放大 25 倍) ,显示了水生植物的适应性。 表皮上层的气孔太小了看不到。”精选的图片体现了英 国课程中用科学概念解释身边的现象的要求。 示意图的使用使得抽象难懂的生物学概念形象 化。例如,介绍酶的特异性时,通过几块拼图说明只有 特定的酶可以和底物互补,而其他酶不能和底物匹配; 介绍组织中的肌肉时,通过逐级放大肌肉内部的示意 图,说明组织与细胞之间的关系。示意图将复杂的生 物学概念模型化,体现了英国课程中运用模型来理解 科学概念的要求。 表格在教科书中的数量虽然不及图片和示意图, 但也被广泛使用,具体说明正文的科学知识。例如,介绍细胞周期时,配有表格介绍胚芽细胞、酵母细胞、上皮细胞、骨髓细胞、胃上皮细胞、肝细胞的细胞周期, 具体说明了正文中不同的细胞有不同的细胞周期的知 识。在介绍有关定量研究的内容方面,表格的使用也 比较广泛,并配有折线统计图。如介绍底物浓度的影 响时,配有在不同浓度过氧乙酸的条件下,装置随时间 变化产生氧气体积的表格,表格纵轴是过氧乙酸的浓 度变化,横轴是随时间变化产生的氧气浓度,下方配有 折线图。表格和折线图的使用不仅具体说明了科学知 识,而且包含了统计学的知识,体现了英国课程中渗透 数学和统计知识的要求。 3 实用的栏目设计 教材的每个章节都设有一些实用栏目,包括预备 知识、测测你的知识储备、关键词、重要提示、举例说 明、活动,自我检测和考试练习题。 预备知识即前概念,设置于每个章节标题下,是学 生在学习新概念前要掌握的知识。如学习第 2 章水、 碳水化合物和脂类,前概念包括在生物系统中水是小 而重要的分子,水由氢元素和氧元素构成,组成生物分 子主要有四类物质: 碳水化合物、蛋白质、脂类和核酸 等,为学习本章组成细胞的主要物质、主要物质是如何 通过分子作用构成的打好基础。在预备知识下方设置 测测你的知识储备栏目,如第 2 章设置了陈述水分子 中的元素,它们是怎么联系在一起的? 说出构成生物 分子的四类物质并举例等问题,检查学生对前概念的 掌握情况。 关键词栏目的设立基于课程要求中培养学生使用 科学术语,并用这些术语解释现象的能力。例如,学习 共价键、缩合反应这些关键词,能够强化学生使用它们 来解释水、蔗糖等物质的结构和形成。重要提示栏目 是对有关知识的链接,例如,第6 章介绍植物的木质部 和韧皮部时,提示更多有关木质部和韧皮部的知识在 第9 章。重要提示的设置便于学生深入地理解科学概 念,发挥了教材引导学生从基本的生物学概念到更复 杂理论的无缝连接的功能。 举例说明栏目是对正文中的科学概念进行实际应 用,并设置相关问题和答案。体现了课程体系中运用 科学原理解释生活现象的能力要求。例如,讲授质膜 受体这一知识点时,正文首先讲授了受体对质膜具有 特异性的相关内容。在举例说明栏目中,介绍了脑、脊 髓和消化道神经细胞中具有受吗啡肽刺激的阿片受 体,是细胞的信号化合物。吗啡和阿司匹林都是止疼 药,但只有吗啡能够与阿片受体相互作用。后面设置 问题,为什么吗啡受体在质膜上而不是在细胞质内部, 为什么吗啡能作用于阿片受体而阿司匹林不行,并给 出问题的答案,引导学生利用科学原理来解释现象。
活动栏目的设计培养学生的实验技能和策略。例 如,利用班氏试剂检测还原糖的活动。活动分为三步: ①1 名学生利用班氏试剂检验还原糖( 使用葡萄糖试 剂) ; ②另1 名学生利用班氏试剂检测非还原糖( 使用 蔗糖试剂) ; ③使用比色卡检验不同浓度的葡萄糖试 剂。在每一步活动中,均配有详细的实验操作步骤,指 导学生正确使用仪器,记录发生的现象。同时设置了 相关问题,引导学生思考实验中的各种问题。如第一 步活动是一个定性实验,只能证明还原糖的存在,其中 的一个设问是为什么不能确定使用的葡萄糖试剂的浓 度,引发学生思考实验的目的,同时激发学生思考,如 何确定葡萄糖试剂的浓度。通过层层递进,在第三步 活动中用比色卡检验不同浓度的葡萄糖试剂,这是一 个定量实验,可以确定葡萄糖试剂的浓度。这个活动 的三个步骤既有对学生实验技能的培养,又渗透了实 验策略的思考,同时使学生定性和定量地分析现象,两 名学生分组检测还原糖和非还原糖体现了实验中与他 人合作的工作方式,达到了课程的要求。 自我检查栏目在每个章节的间隙设立几组,每组 包含几道问题。考试练习题设置于每个章节的结尾, 包括不同等级的试题,题号前用不同颜色的符号标识, 满足不同学生的需要。上述栏目的设计体现了关键学 段4 为有潜力的中学生建立相关学科职业基础提供平 台,使其他学生科学地认识自然和社会这一理念。 4 符合课程要求的内容编排 教材的内容紧紧围绕课程要求的9 个核心概念展 开,第1 册中,从生命依赖于分子结构和功能、生命体 的基本单位是细胞开始讲起,较为详细地介绍了构成 生命体基本物质包括糖类、脂类、核酸等的分子结构, 用较大的篇幅展示了这些物质的化学式; 进而过渡到 生物体的生命活动包括生物体内的物质运输和能量交 换,以及疾病和预防,这些都是基于构成生命体物质的 分子结构和功能决定的; 而后讲授生物多样性和进化 论的知识。其他内容在第2 册中讲授。通过科学知识 的阐述,使学生掌握基本的生物学概念,进而理解核心 概念,并能够解释自然现象。 教材内容注重讲授科学成果的发现过程,例如, DNA 双螺旋结构的发现过程,引导学生通过学习建立 科学的思考能力,培养科学的工作能力。教材还注重 数学技能的运用,包括使用坐标纸记录数据,科学计数 法等,贯穿在正文和栏目中,体现了课程要求的发展数 学技能。

 

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