中美高中生物教材“生态学”部分的比较研究

代　青　姜凤萍

(1.东北师范大学教育学部，吉林 长春 130024；2.北华大学教育科学学院，吉林 吉林 132013)

中美高中生物教材“生态学”部分的比较研究

代青姜凤萍

(1.东北师范大学教育学部，吉林 长春 130024；2.北华大学教育科学学院，吉林 吉林 132013)

[摘要]生态学在整个高中生物学中占到了相当大的比重，中美高中生物教材“生态学”部分的比较对我国借鉴国外生物教材的编写经验从而发挥后发优势具有重要意义。本文从编写依据、组织结构、组织内容这些方面来比较中美高中生物教材生态学部分的异同：美国教科书《生物·生命的动力》组织结构更清晰，知识点覆盖面更广，也更凸显了生物教学中核心概念的重要性；我国人教版教科书教育内容深度和难度相对较低，更加侧重于引发学生思考。二者设计的实验内容都很贴近学生实际生活，渗透生态环境保护理念。但美国教材的实验操作更易，蕴含了更多的科学素养。

[关键词]高中；中美；生物课程；生物教材；比较研究

一、问题的提出

近年来，由于环境问题日益突出，世界各国越来越重视生态文明建设，生态学成为各个国家高中生物学教材的重要组成部分。生态学在整个高中生物学中占到了相当大的比重，因此中美高中生物教材“生态学”部分的比较，对我国借鉴国外生物教材的编写经验从而发挥后发优势具有重要意义。现阶段，中美教材生态学部分的对比研究相对不多，而且教材比较主要侧重于从宏观角度分析，特别是对教材的知识体系编排、图像系统、评价体系(习题)、学科综合、与生物学相关职业、科学探究、实验板块等方面的综合比较[1-5]；或者从一个较为重要的生物学教学方面出发如“STS教育”[6]“生物科学史教育”[7]等，分别比较中美教材在这一方面的主题以及呈现方式等。此外，教材的编写依据是教材比较的基础，而主要核心概念和规律的呈现方式更能反映教材编者的基本理念。[8]因此，本研究主要从编写依据、组织结构、组织内容等方面来比较中美高中生物生态学部分的教材。

二、研究方法

本研究主要采用内容分析法，分析框架包括：编写依据(课程标准的要求)、教材的组织结构、教材的编写内容(篇幅、知识点、核心概念、实验)。

研究使用的中国教材是2004年人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书·生物》必修的部分，生态学分布在必修三；所使用的美国教材是2004年麦格劳—希尔教育出版社(The McGraw-Hill Companies，Inc)出版的《生物·生命的动力》(Biology·The Dynamics of Life)，生态学部分分布在第一册。

三、研究结果

1.两个版本教材生态学的编写依据比较

美国教材的编写依据是《国家科学教育标准》，是综合科学标准。对生态学的要求分别从知识方面和教学方式上进行阐述，其标准涉及两大部分：生命体的相互依赖性与生命系统中的物质、能量和组织。美国的《国家科学教育标准》生命科学部分的内容标准直接就是微观标准指南。中国教材的编写依据是《普通高中生物课程标准(实验)》，其中涉及生态学的部分主要在稳态与环境这一模块，在模块的基础上又细分成各个主题，然后再分为微观的具体标准。下面重点比较二者对生态学部分的要求。

表1　我国人教版高中生物教材有关生态学的编写依据[9]

表2　美国《生命的动力》有关生态学的编写依据[10]

从表2可看出中国的《普通高中生物课程标准(实验)》更为概括，对知识的掌握程度也给出了参考，比如出现“列举”、“描述”、“阐明”等表示学习程度的词语，要求得比较具体、系统。而美国高中生物课程国家标准是将具体的核心知识一一列出，对核心知识的要求更高。就“标准”生态学部分的内容而言，中国的课程标准更注重生态学基本概念、规律、模型的掌握，重点比较突出。而美国的课程标准涉及生态学的各个方面，非常具体，不仅解释宏观的生态学还解释相关的微观原理，这样也就延展了知识系统。

2.两个版本教材生态学的组织结构比较

美国的教材《生物·生命的动力》中生态学作为一个独立的部分排在整本书的第二章，而第一章是生物学简介。美国的教材以先总后分的结构进行组织，生态学最先介绍。与此形成鲜明对比的是，人教版教材的生态学部分位于高中生物必修3的最后，同时也是整套教材必修部分的最后。也就是说，美国教材认为生态学部分更易于学生掌握故放到前面介绍，这是根据学生的认知特点来安排顺序的。而中国人教版的教材是由微观到宏观来组织的，先给学生构建起基本的生物认知元素，之后再去建构宏观的生态大厦。

中美生态学部分的呈现在知识组织的结构上也有很大的区别。美国的教材中，生态学部分是一个独立的单元，由单元首页、章节和单元测评三部分组成。每一个章节又由章首页、节、学科的综合和章复习组成。每一节一般由本节预览、正文内容、与自然科学的综合(或词源)、技能实验、迷你实验、本节复习五部分组成。相比于美国教材，中国人教版以章为最大单位，每章由章首页、若干节、本章小结和自我检测四部分组成。每个小节又由问题探讨、本节聚焦、小节正文、相关信息、小节练习组成。除此之外，课本中还穿插了很多扩展阅读，包括“与生物相关的职业”和“科学·技术·社会”等，详细介绍如表3所示。

表3　两个版本教材生态学的组织结构比较

通过表3可以看出：美国的教科书与中国人教版教科书相比，结构层次更清晰。《生物·生命的动力》中知识分为单元、章、节三个层次，在每个层次的开头都有此部分的知识点介绍，在每个层次的结尾又有知识的总结。层层的结构使得美国的教科书看起来重点突出，脉络清晰。除此之外，每个小节的内部又分为两个层次。相关的几个知识点组合成知识点组，称为第一层；每个具体的知识点作为第二层。段落的组织以概念和知识为中心，语言平实，正文中没有与学生的互动，语句以严谨的陈述句为主。中国人教版教科书则把知识抽象化，更注重知识内在的逻辑探索，所以表现出来一定的融合性。例如《生物·生命的动力》中种群增长的原理从种群增长的速度、种群增长的客观条件、限制种群增长的因素、环境容量等介绍。而人教版教科书直接是以种群数量的变化中种群数量增长的模型介绍开始。

3.两个版本教材生态学的编写内容比较

(1) 教材内容的篇幅比较。就教材内容的篇幅而言，美国教材中生态学作为独立单元一共占用了106页，其中100页为知识讲解，4页为知识总结，2页为测评。中国人教版教材生态学部分分布在必修三中共占用73页，其中有11页(不足一页的按半页计算)为练习题。可见美国教材中生态学的篇幅要比中国人教版教材多，而中国人教版教材中的习题篇幅比重要高于美国教材。

(2) 教材中的知识点比较。美国教材与中国教材都系统地对生态学的基础知识进行了讲解，使学生具备初步的生态学知识。但是作为基础知识的普及，两教材的取舍还是有所不同。首先，美国教材的内容更加丰富，知识点更多。总体来说，中国教材必修中的内容除了“生态系统的信息传递”外，其他内容美国教材中都有。除此之外，美国教材中还有很多中国教材中没有的部分，即便是两个教材都有的部分，美国教材较中国教材也更加详细。比如中文教材物质循环只讲解了碳循环，而美国教材中的物质循环讲解了碳循环、水循环、氮循环、磷循环等。再比如在中国教材中，生物的种间共生关系只有寄生与互利共生；而在美国教材中除了这两种关系外还介绍了共栖。

相比之下，中国的教材是少而精。中文教材的知识点相对于美国的教材少，但是生态学部分的篇幅却接近，也就是说同样的知识点，中文教材用了比美国教材更多的篇幅。具体来说就是中文教材中有较多的案例和生物科学史的内容，使学生从多个方面对所学的知识进行了解。比如在讲种群增长的“S”形曲线的时候，中文教材中就举了草履虫的例子证明种群经过一定时间的增长后，数量趋于稳定。同时又举了大熊猫的例子证明在环境遭到破坏的情况下，K值会相应地变小。

(3) 教材中的核心概念比较。概念是人们认识的结果，它反映客观事物的思想；概念要用“词语”来表征。如果表征某一概念的词语是某门学科中的专用语就称为术语，《生物·生命的动力》在“本节预览”中列出了一系列的“关键术语”，这些术语在该节的正文中都是比较重要的，字体会加粗，非常突出。其中生态学部分“生物与环境”中列出的关键术语有生态学、生物圈、非生物因素、生物因素、种群、生态系统、栖息地、小生境、共生、共栖、互利共生、寄生；“态系统的物质循环和能量流动”中列出的关键术语有自养生物、异养生物、分解者、食物链、营养级、食物网、生物量。

在每一章的复习指南中，会解释几个重要概念，再次把关键术语列出来。对应的复习题中，第一题就是复习术语，这样是为了使学生能够用正确的生物学术语来表达科学概念和理论；而中国的教材没有单独列出关键术语，这些核心的概念分散在各个章节，字体也会加粗，并且有特定的定义。中国人教版教材生态学部分是以概念的形式散布在正文中并加黑，出现过的概念有：种群密度、环境容纳量、群落、丰富度、演替、初生演替、次生演替、生态系统、生物圈、食物网、生态系统的能量流动。相比之下可见美国对生物学教学中核心概念的重视程度之高。

(4) 教材中的实验比较。作为自然科学的生物学离不开实验。在生物学教学中，学生实验观察、操作等实践环节对学生掌握生物学知识、科学方法、培养能力和形成科学素质都有至关重要的作用。因此，各国的中学生物学都极为重视实验，中美教材中实验内容的对比如表4所示。

表4　中美教材中生态学实验内容的对比

从表4可看出，中美教材的实验内容都很贴近学生生活。例如两版教材都对生态环境问题进行了探索和分析，如美国教材中“运用数据——计算人口倍增时间”，人教版教材中“搜集我国利用生物技术保护生物多样性的资料”，这些数据收集调查分析不仅仅停留在教科书和理论上，而是深入生活、选择周围的情境材料进行探究。

中美生物学教材生态学部分也都充分渗透了生态环境保护理念。随着环境问题日益严重，全球也越来越重视生态环保教育。例如美国教材中“土壤的保护(模拟土壤的侵蚀)”，中国人教版教材中“搜集人口增长过快给当地的生态环境带来哪些影响”。这些环保主题的实验或调查启发学生思考环境问题，认识到环保的重要性。

中美教材中实验内容也存在差异，美国教材《生物·生命的动力》生态学部分所涉及的实验比中国人教版教材多得多，美国教材涉及的实验有很多是“迷你”实验，在课堂上就能进行，比如检测二氧化碳、观察地衣等。而中国人教版教材中生态学的实验比较大型，在课堂上难以展开，整个实验较为复杂、用时长。

美国教材中的实验特别注重对学生科学素养的培养。在实验的分析环节，特别强调培养学生的思维能力，如表5所示。

表5　中美教材中生态学实验流程的对比

美国教材中的问题都以观察、调查、观察与推断、对比和比较、绘制图表、运用数学工具、测量、分类、运用概念、构建模型、分析信息、解释数据等进行分类，强调了学生在思考问题的过程中培养各种思维的能力。而中国人教版教材中的实验较为注重实验过程的操作和结果。

四、结论与讨论

通过比较可以发现美国高中生物课程国家标准讲求高度，内容和讲授的方法留有一定的灵活性，各地可以结合自身的特点编写选用自己的教材，在难易度的掌握上偏难。而中国高中生物课程国家标准要求得比较系统、具体，这样各地即便采用不同版本的教材，其实质内容基本不会有太大差别。二者比较没有好坏之分，美国设置这样的教育内容也是和美国的国情、社会现状相符的，其教育内容强调了学生能力和观念的培养。而中国设置的教育内容深度和难度相对较低，这样的教育内容也有其优点——从心理学的角度来说符合学生的认知水平，有利于调动学生学习的积极性、主动性。

美国教材《生物·生命的动力》与中国人教版教材相比组织结构更清晰；人教版教材所呈现的组织结构更为抽象，更注重知识之间的内在逻辑，注重引发学生探索，所以结构呈现方式具有一定的融合性。这种探索性与融合性需要与课堂、教师的引导紧密结合才能体现其优长，而美国教材更加适宜学生自学。

美国教材与中国教材都系统地对生态学基础知识进行了讲解，但美国生态学教材的内容更加丰富，知识点覆盖面非常广，也更凸显了生物教学中核心概念的重要性。中国教材更加重视学生的思考，一般不会出现知识点各方面细微的总结，这些东西都只出现在老师的教案上，由老师引导学生总结。在中国，虽然素质教育已经提了很久，但是从教材中还是能发现应试教育留下的影响。由于中国的考试对于学生知识的掌握考查比较严格，这就要求中国的教材不能有太多的知识点，这样会给学生带来太大的负担，同时要把教材上出现的内容尽可能讲解清楚，有助于学生理解。相比之下，美国的教材内容虽然多，但是对知识把握程度的要求相对较低，这就使得学生可以尽可能地开阔自己的眼界。

中美生物教材设计的生态学部分实验内容都很贴近学生实际生活，渗透生态环境保护理念。但美国教材的实验操作更易，蕴含了更多的科学素养。在目前我国中学生物教材中，在体现科学素养培育科学方法方面还不够全面。主要是简单的具体方法训练，如观察、分类、实验等，对于如何发现并提出问题、形成假说、设计实验、模型化、给出定义等则没有体现或体现不够充分。我国中学生物教材应包涵更多的科学素养、科学方法培育相关的内容，这是我国人教版教材生态学部分有待改善的地方。

[参 考 文 献]

[1] 臧军红.国内、国外高中生物教材的比较研究[D].武汉：华中师范大学，2005.

[2] 颜娜.中美高中生物教材比较研究[D].大连：辽宁师范大学，2012.

[3] 潘文君.中美高中生物课程标准与教材的比较研究[D].重庆：重庆师范大学，2013.

[4] 于远远.中美高中生物主流教材的比较研究[D].西安：陕西师范大学，2011.

[5] 杨晓静.美国高中生物学教材Biology·the Dynamics of Life的分析研究[D].南京：南京师范大学，2011.

[6] 何金妹，沈艺.中美高中生物实验中STS教育思想的渗透[J].中学生物教学，2015(16).

[7] 高敏.中美高中生物学教材中生命科学史内容的比较研究[D].西安：陕西师范大学，2013.

[8] 丁锐，YAN PING XIN.中美小学数学教材的比较研究：以三年级“分数的认识”为例[J].数学教育学报，2015(12)：337-340.

[9] 中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准[M].北京：人民教育出版社，2003.

[10] 戢守志.美国国家科学教育标准[M].北京：科学技术文献出版社，1999.

[责任编辑：江桂珍]

[收稿日期]2015-03-21

[作者简介]代青(1990-)，女，河南驻马店人，硕士研究生；姜凤萍(1967-)，女，吉林通榆人，硕士，副教授。

[中图分类号]G40-059.3

[文献标志码]A

[文章编号]1002-1477(2016)06-0119-05

教育比较[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.06.031