1. 引言
教材作为课程实施的核心载体,是教材编写者依据国家教育政策方针、严格遵循课程标准要求精心编排的教学资源。它不仅是教师开展教学活动的主要依据,更是学生系统获取学科知识、发展核心素养的重要渠道。当前我国基础教育实行“一标多本”的教材管理制度,各版本教材(江苏教育出版社简称苏教版、人民教育出版社简称人教版和浙江科学技术出版社简称北师大版教材等)在编排体例和呈现方式上各具特色,但都严格对标国家生物学课程标准,确保在知识体系、能力要求和价值导向等方面保持高度一致,这种统一性体现在以下两个方面:首先,全国范围内的学业水平考试和高考选拔均以课程标准为命题依据;其次,各版本教材都致力于实现国家规定的人才培养目标,满足社会发展对人才素质的基本要求。所以,作为一线的教育者,关注多版教材有利于丰富教学内容、理解课程标准、提升教学效果。
2. 明确课程标准的要求
“生物进化理论”作为一个不断发展的理论框架,充满着生物学科的生命性、现代性、思想性,其悠久的发展历程和多种的理论体系使得学生的学习存在框架构建模糊、知识理解碎片化的问题。这部分内容的教学更能体现教师对课程标准的理解和对学生核心素养能力的培养目标。在《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》[1]中,《生物的进化》这一章节的内容、学业要求见表1。
Table 1. Specific content standards and academic requirements for “Biological Evolution” in the curriculum standards
表1. 课程标准中的“生物的进化”的具体内容标准和学业要求
具体内容 |
学业要求 |
概念4 生物的多样性和适应性是进化的结果 |
|
4.1 世界上的现存物种丰富多样,它们来自共同祖先 4.2 适应是自然选择的结果 |
|
4.1.1 尝试通过化学记录、比较解剖学和胚胎学等事实,
说明当今生物具有共同的祖先 4.1.2 尝试通过细胞生物学和分子生物学等知识,说明当今生物在新陈代谢、DNA的结构与功能等方面具有许多共同特征 |
分析不同类型的证据,探讨地球上现存的丰富多样的物种是由共同祖先长期进化
形成的(生命观念、科学思维、社会责任) |
4.2.1 举例说明种群内的某些可遗传变异将赋予个体
在特定环境中的生存和繁殖优势 4.2.2 阐明具有优势性状的个体在种群中所占比例将会增加 4.2.3 说明自然选择促进生物更好地适应特定的生存环境 4.2.4 概述现代生物进化理论以自然选择学说为核心,
为地球上的生物进化史提供了科学的解释 4.2.5 阐述变异、选择和隔离可导致新物种形成 |
运用统计与概率的相关知识,解释并预测种群内某一遗传性状的分布及变化(科学思维、科学探究) 基于可遗传的变异,以及变异可能带来的生存与繁殖优势等方面的实例解释生物的适应是自然选择的结果(生命观念、科学思维) |
根据课标可以分析得出:概念4.1重在基于多方面的证据从生物的来源角度阐述生物的多样性,概念4.2主要是通过各种机制解释适应性的现象,从而形成现代进化理论。从学业要求中明显发现这一部分的内容重在培养学生的科学思维,渗透生命观念和社会责任。本文主要对4.2“生物进化理论”相关的苏教版[2]、人教版[3]、北师大版[4]三版教材内容进行对比分析。
本章内容与生物学核心素养中的生命观念和科学思维关联最为紧密,同时也渗透了科学探究和社会责任的培养。以下从四大核心素养的维度构建具体分析框架(见表2)。
Table 2. Framework for analyzing textbook content based on core literacy in biology
表2. 基于生物学核心素养分析教材内容的框架
核心素养维度 |
分析框架 |
生命观念 |
聚焦进化与适应观,明确教材如何通过概念体系和案例建立生物与环境的协同进化认知 |
科学思维 |
包含批判性思维训练(如理论争议分析)、模型建构(如数学公式与图解模型)、
逻辑推理(如因果关系链梳理)三个子指标 |
科学探究 |
从探究活动设计(如实验步骤完整性)、证据获取方式(如数据来源与分析方法)两个方面评估 |
社会责任 |
关注科学史教育(如科学家贡献)、现实问题关联(如抗药性治理)的内容呈现 |
3. 教材分析
3.1. 内容编排分析
按照知识的逻辑顺序和课程标准的要求,《生物进化理论》都处于必修二《遗传与进化》最后一章的一节内容,但不同版本的处理方式略有差异。
苏教版教材将“生物进化理论”分为三块主要内容:达尔文生物进化理论、现代生物进化理论以自然选择学说为中心、生物进化理论发展的意义。苏教版明显重视从“是什么”角度阐释“达尔文生物进化理论的核心是自然选择学说”,从“为什么”角度帮助学生初步感受变异和自然选择对可遗传变异的作用,同时认知到生物进化理论逐步发展的进步性,从“怎么做”角度通过数学模型巧妙将生物进化与隔离、物种建立联系,在整个过程中形成现代生物进化理论的基本框架。最后延伸至理论的意义,有助于学生从思想层面加深对一种理论的认知,也是一种培养学生生命观念、科学思维的方式,使学生得以学会用更宏观的视角探讨、阐释生命现象及规律。
人教版教材并未直接将“生物进化理论”写成节标题或段标题,而是将其内容揉进教学过程,如从初中已学知识“适应”进行导入,层层递进过渡到“自然选择”,通过资料讨论归纳出达尔文自然选择学说的解释模型,从而构建“适应是自然选择的结果”的概念;通过学以致用的解释“适应的形成”明了“群体中出现可遗传的有利变异和环境的定向选择是适应形成的必要条件”。之后对达尔文生物进化理论进行评价引出“现代生物进化理论”,为下一节的内容做铺垫。接着将目光从个体层面转向群体、从表型现象的宏观视角转向基因本质的微观视角,同样借助数学方法将自然选择、种群基因频率、突变和变异、隔离和进化的关系具象化。所以,人教版更加重视学生对重要概念的理解和内化,形成知识框架。
北师大版教材的顺序与前两者有明显不同,有关生物进化理论的内容分为自然选择与适应、物种形成与生物多样性、生物进化理论的发展三节。在第一节中,直接明确表述“变异是自然选择的原材料”、“种群的遗传平衡”、“适应是自然选择的结果”三大重要概念,而前两个在其他教材中并没有如此鲜明的归纳总结。并且,在北师大版本教材中,特地阐明了“哈迪–温伯格定律”,这是与大学教材《遗传学》有所衔接的,有利于减少知识断层,实现学术过渡的连续性。在第三节中,北师大版教材更是结合科学史实条理清晰地叙述了现代生物进化理论的发展现状及意义,有助于学生形成良好的、科学的自然观和世界观。
3.2. 教材栏目分析
苏教版教材主要用“积极思维”栏目推进教学过程,形式是摆事实促思考,思考的角度多种多样,如分析、推理、解释、预测,这种方式有助于学生感受到生物学的科学性和实证性。此外,苏教版教材通过“知识链接”的形式分析了种群基因频率发生变化的原因,这使得学生学会分析影响进化的关键因素,属于科学思维中逻辑推理能力的训练。
人教版教材在每节之首设有“问题探讨”引入本节内容,旁栏的“本节聚焦”有助于师生在学习之初明确本节应掌握的重点,以问题的形式出现有利于引发学生的好奇心和探索欲。在生物进化理论内容的相关篇幅中,人教版教材主要通过“思考·讨论”栏目引导学生主动学习,以搜集资料或合作学习的方式进行归纳概括,这一设计强调证据获取与合作探究,对应科学探究维度;人教版教材还通过“批判性思维”提出论点,如“自然选择作用于个体,还是种群?”,适合学生进行论证阐述,直接指向科学思维中的批判性思维训练。不仅如此,“探究·实践”栏目结合自然现象和人为因素的实验结果,依据实验探究的一般步骤,验证、理解重要概念之间的相互关系,这正与课标“核心素养为宗旨、教学过程重实践”的基本理念相一致。每节的最后还会有“练习与应用”栏目,统一是概念检测和拓展应用两部分,这种分层训练的设计体现了从基础巩固到能力迁移的阶梯式学习路径,有助于学生知识内化和科学素养的提升。
北师大版教材选定的栏目有“寻找证据阅读”、“实践应用讨论”、“实践应用实验”、“检测评价”、“开阔眼界”,每个栏目的重点用不同背景颜色加以强调。其中,“寻找证据阅读”提供了如“工业黑化现象中桦尺蠖的基因频率变化数据”,强化科学探究中的证据意识;“开阔眼界”栏目链接“抗生素滥用与细菌抗药性进化”等现实问题,直接关联社会责任维度。北师大版教材特别的是每节末都会有“开阔眼界”栏目,足以看出是重视所学知识和生活实际间的联系,重视对学生整体核心素养的培养。
3.3. 呈现方式分析
对三种版本教材中“生物进化理论”的内容篇幅和图表数量进行统计,结果见表3。
Table 3. Statistics on the content length and number of charts of “The Theory of Biological Evolution”
表3. “生物进化理论”的内容篇幅和图表数量统计
具体内容 |
苏教版 |
人教版 |
北师大版 |
内容篇幅 |
P. 106~117 |
P. 106~118 |
P. 116~140 |
图的数量 |
7 |
13 |
12 |
表的数量 |
2 |
2 |
1 |
三者的共同点是图的数量远大于表的数量,其中图片的目的主要在于将文字直观化,增加学习的趣味性,而表主要是作为种群内基因频率和基因型频率的计算工具出现,服务于科学思维中的数学模型建构。当然,不同版本对于不同图的用处和篇幅又略有区别,分析如下:
苏教版教材中,文字占比显然高于图片,以图片为主,在图注中会明示教材编写者想要读者感受图片的重点,如在介绍拉马克学说的配图中写明“白鹭的腿特别长”。独特的一点是,苏教版教材在举例说明“中性学说”时有意识地引导学生分析柱状图,有利于学生直观感受置换率和分子进化速率的对应关系,再结合其他实证解释从而理解中性学说被普遍接受的缘由,这一设计强化了科学思维中的数据分析能力。
人教版教材的插图和文字分配适当,有漫画图、历程示意图、想象图、实物图等,美观精巧。在本节内容中插图的作用主要有以下几种:一是将繁琐的文字直观化,一眼明了;二是借助实物图片,加以趣味性;三是通过对比加强差异化。
北师大版教材的插图种类多样,包括曲线图、棋盘图、流程示意图等,一定程度上丰富了教材资源,有助于学生处理各种信息资源,从中提取关键要素。
3.4. 总结
人教版教材以现代综合进化论为核心,强调核心素养培养;苏教版突出科学理论发展过程,注重探究活动设计;北师大版则侧重学科本质与科学思维训练。
4. 教学建议
由于教材统编和标准化,现在的教育工作者能感受到教材间的差距显著缩小,所以教育的竞争力不应通过教材实现,而更在于教师的教法和学生的学法。基于以上分析,提出以下与教材特点紧密结合的建议。
4.1. 结合人教版逻辑框架,强化生命观念的系统性建构
鉴于人教版在“微观基因频率变化 → 宏观物种形成”的逻辑链设计上最为清晰,教师可借鉴其“概念层级”组织教学。例如,先通过“问题探讨”引入“长颈鹿脖子变长”的适应现象,再引导学生用“种群基因频率计算”(人教版“练习与应用”中的实例)解释微观机制,最终用“隔离示意图”说明物种形成的宏观结果。这种教学路径能帮助学生建立“进化是种群水平的基因频率定向改变”的核心认知,落实课标中“基于可遗传变异解释适应是自然选择结果”的学业要求。同时,可补充苏教版的“加拉帕戈斯地雀”案例,使抽象概念与具体实例结合,增强生命观念的应用性。
4.2. 利用北师大版科学史材料,设计专题探究活动
北师大版在科学史和现实问题关联上的优势明显,教师可据此设计“科学争鸣”专题课。例如,围绕其“现代生物进化理论的发展”内容,组织学生分组论证“自然选择学说”与“中性学说”的适用范围,每组需从教材提供的科学史资料(如木村资生的研究数据)中提取证据,这一过程能同时训练科学思维中的批判性思维和科学探究中的证据获取能力。此外,鉴于北师大版教材科学史详尽和现实问题导向的特点,教师可以结合“开阔眼界”栏目中“抗生素滥用与抗药性进化”的案例,开展课外任务如引导学生撰写《家庭抗生素使用指南》,将理论知识转化为社会行动,强化社会责任意识。
4.3. 借鉴苏教版案例设计,提升科学探究能力的实践迁移
苏教版的“积极思维”栏目以问题链驱动探究,教师可将其“抗药菌进化”案例拓展为项目式学习。先让学生基于教材提供的“知识链接”数据,分析耐药基因频率变化的原因(训练逻辑推理),再设计“不同抗生素浓度对细菌生长的影响”实验(模仿苏教版“怎么做”的设计思路),最后通过绘制“抗生素使用强度与耐药率关系图”(强化数据分析能力),完整经历“提出问题→设计方案→获取证据→得出结论”的探究流程。该设计直接依托苏教版在案例探究和数据应用上的特色,提升学生科学探究的实践能力。
4.4. 跨版本整合教学资源,实现核心素养的全面培养
在实际教学中,教师可打破单一教材限制,构建“概念框架(人教版) + 案例支撑(苏教版) + 拓展延伸(北师大版)”的整合模式。例如,在讲解“物种形成”时,用人教版的“隔离与物种形成”逻辑链搭建知识框架,插入苏教版“地雀喙形进化”的实例加深理解,最后引入北师大版“物种形成流程图”的细节补充,同时结合其“开阔眼界”中“物种入侵与生物多样性保护”的内容,实现生命观念、科学思维与社会责任的协同培养。这种整合策略充分发挥了三版教材的优势互补,符合课标对核心素养全面发展的要求。