德国《中学生物学》教材中数据图蕴含的教育意义

乔新虹 陈金香 窦玉敏

(华东师范大学教师教育学院 上海 200062)(上海大学附属中学实验学校 200442)(云南省昆明学院生命科学与技术系 650214)

德国恩斯特·克莱特(Ernst Klett)出版社所出版的初中生物学教材《中学生物学》，是德国梅克伦堡·前波美拉尼亚，萨克森·安哈尔特和图林根州所使用的教材修订版，适用于德国文理中学7～10年级学生使用，其7～10学年相当于我国的初中阶段，文理中学相当于我国的重点中学。教材中有着数量、种类极其丰富的图表。采用图形、表格和数据等方式来加以说明，形式直观，易于学生快速地获取知识。学生通过阅读、思考和分析图中所包含的各种数据和信息，可以发展抽象思维能力。同时，在数据图中也包含着许多对中学生有用的现实教育因素，利用好这些因素可以让德育教育达到事半功倍的效果。本文对德国《中学生物学》教材中的数据图进行案例分析，揭示其后蕴含的现实教育意义，以期为国内生物学教材的编写和教学提供借鉴。

1 饼形图

每日所需能量的膳食分布在图1中显示[1]，早餐占25%，午餐占30%，晚餐占25%，早中餐之间的上午茶占10%，中晚餐之间的下午茶占10%。通过饼图，能很清晰地看到学生每天所需的能量分布，并能据此来调整学生的每日膳食。

图1 学生每日所需能量的膳食分布

在初中学生中，有的学生可能因为时间原因或者为了省事，早餐不吃或简单应付；有的学生嫌学校的午餐的口味差而不吃；有的学生可能因为减肥而不吃晚餐；也有的学生可能会吃大量的零食等，这些都会造成一天的能量供给不足的问题。该图可让学生知道不吃三餐中的任何一餐都会造成能量供应不足，不吃早餐或晚餐会损失一天中约25%的能量，而不吃午餐则会损失30%的能量，而餐间点心只能提供最多10%的能量，为了保证每天正常和高效率地学习，需要按图进行能量分配。

2 曲线图

一天中睡眠的不同状态图[1](图2)，横坐标表示时间；纵坐标表示工作效率。每天从早上5～6点开始人的工作积极性开始上升，在9～10点左右达到高峰，其后慢慢下降，在14点左右达到低谷，之后又上升，在17点达到一个小高峰。但是，明显低于上午的高峰，之后缓慢、波动地下降，在22点以后迅速降低，23～24点左右达到一天中的最低谷；大约在23点左右进入睡眠阶段，由浅睡眠和深睡眠交替波动。这时人的工作积极性降低，在深睡眠时人的工作效率要低于浅睡眠。

图2 一天中睡眠的不同状态

该图提供了一天的工作时间表，根据图中描述，顺应人体的变化，可以在早晨6点左右起床，七八点左右开始工作，这样就可以在第一个大波峰时高效率地工作，而到了13～14点左右的波谷时，可以稍稍休息一下，在15～18点之间工作，而到了22点以后就要准备就寝，在24点达到第一个深睡眠。学生看图后自然就明白：白天什么时间能高效率地学习？为什么晚上不能熬夜学习？早上不能睡懒觉的原因。

3 折线图

“吸烟的相对死亡率和每年死亡人数与年龄的关系图”里面包含两个折线图[1](图3)，左折线图表示相对死亡率与年龄的关系，右折线图表示每年死亡人数与年龄的关系。从左图上可以看出，不吸烟的人在各个年龄段的死亡率，远低于吸烟者，而吸烟者无论是重度吸烟者还是轻度吸烟者，在50岁左右死亡率会达到一个高峰，但轻度吸烟者在60岁后死亡率趋于稳定，与此同时随着年龄的增加，重度吸烟者的死亡率在不断降低，到75岁以后甚至低于轻度吸烟者。右图表明随着年龄的增长，无论是否吸烟，每年的死亡人数都在不断上升，但不吸烟者的死亡人数最少，在25岁以后开始吸烟者次之，排第三位的是在15～24岁开始吸烟的人，而在15岁之前开始吸烟者的死亡人数最多。该图对于初中学生而言有极其重要的教育意义，它告诉学生尽量不要吸烟，尤其不要在15岁之前开始吸烟！

图3 吸烟的相对死亡率和每年死亡人数与年龄的关系

初中学生已经具有对图表的分析能力，特别是对于一些抽象思维发展的学生来说，给出一些较复杂的图表，更能帮助他们提高对图表中蕴含的抽象知识的理解、分析和判断能力。直观的数据比空洞的说教更有说服力，如果只是告诉学生吸烟的危害，吸烟会导致各种疾病这样效果不佳。如果通过一个折线图，用数据来说话，让学生能直接地看到吸烟与不吸烟的区别，什么年龄段开始吸烟危险更大的区别，那学生就更可能进行理智的判断。

4 柱形图

图4来自“调节——简单的学习形式”这一主题。学习是对新的环境条件的个性化适应，它导致了在特殊状况下，特定的行为方式出现的可能性会发生改变。例如，单独给狗以铃声刺激，狗不会产生唾液，但是用铃声加饲料的方式，狗会产生唾液，在这个例子中，铃声作为一种新的环境条件，并不会引起狗产生唾液这个特定的行为。但是，用铃声加饲料的方式会让狗产生唾液，就能改变这个特定的行为方式出现的可能性。在这个柱状图中，横坐标为铃声加上饲料的尝试次数，纵坐标为根据铃声音调的唾液分泌量，即反应强度。从该图可看出，尝试次数越多，唾液的分泌量越大，通过反复尝试，将无关刺激(铃声)与非条件反射(分泌唾液)建立联系。

通过学习形成稳定的条件反射，这种调节就是一种简单的学习形式。

图4 学习阶段的调节

学生也可以通过这种学习方式建立条件反射。例如，学生听到上课铃声，会走进教室准备上课；听到教师说上课，会全体起立等。知道这一点，就能理解为什么学生需要经过一定的训练和练习，才能建立起规范和纪律。