中美两国两版高中生物学教材“科学图示”比较

马燕+沈浩宁

摘 要 美国高中教材《Biology》（Prentice Hall）和中国人教版高中《生物》必修教材都有大量展示科学概念和科学事实的科学图示。比较了这两种教材中科学图示的内容主题、种类和图示描述，并结合比较结果对中学生物教学提出意见。

关键词 教材比较 科学图示 人教版

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

科学图示将科学知识（包括科学概念、科学现象及科学原理）通过各种图示（包括实物图、表格、示意图、概念图、流程图、网络图等）巧妙、精简地表现出来。形象直观的科学图示能激发学生的想象，使枯燥的理论知识变得生动，在生物教学中涉及到自然界形形色色的生物，因此科学图示的使用尤为重要。

2002年，霍尔版Prentice Hall出版发行了高中理科教材《Biology》。2004年，我国人教版普通高中生物课程标准实验教材《生物》（必修1、2、3和选修1、2、3）出版，2007年出版了修订版教材。这两本教材中都插入了大量的科学图示，本文将对该两种教材（以下简称“霍尔版教材”和“人教版教材”）中的科学图示进行比较，并结合比较结果对中学生物教学提出意见。

1 科学图示的内容主题

霍尔版教材和人教版教材中科学图示的内容主题都包括以下5个方面。

1.1 新知识的引入

人教版教材和霍尔版教材都呈现出了从大到小逐级展开的结构模式：

霍尔版教材结构是“章”、“单元”和“节”；人教版教材以主题为单位分类，每册教材中展现出围绕主题的“章”和“节”结构模式。

两本教材中每单元、每章、每节的开篇都以大篇幅的插图配套简介的文字或问题来引入新章节的学习。

如霍尔版教材“生命的本质”单元的开头，配以色彩斑斓的海洋生物照片，并配上了“从几内亚的海岸绵延出来的大海是许多种生物的家园。小鲈鱼优雅的穿梭在礁石和珊瑚中……”这样令人惊叹的美景和细致的描写有利于唤起学生对自然美的向往及对学习内容的兴趣。

人教版教材中通常以问题探讨开始新一节的学习，如必修一中“细胞膜—系统的边界”这一节开头插入了一张光镜下未经染色的动物细胞，并提出了如何区分显微镜视野中的气泡和细胞，光学显微镜下能看见细胞膜吗？通过问题的设置导入新内容的学习。

1.2 概念解释

解释概念的科学图示在两本教材中占比重都比较多。对一些比较抽象的概念，教材在编排时都会结合科学图示进行讲解。

如霍尔版教材中讲解伴性遗传时，通过展示红绿色盲症患者的遗传图解解释了为什么男性更容易患位于基因X性染色体上的遗传病的原因。人教版教材在讲解氨基酸分子相互结合的方式时，插入了一张氨基酸脱水缩合的示意图，更加形象的阐明了一些抽象的知识。

1.3 “实验”栏目

实验是生物学不可缺少的一部分。在霍尔版教材中实验分为迷你实验、实验设计和探究活动三个部分。每个实验都会配有相应的图示、表格、模型或各种示意图等等。激发了学生科学探究的灵感，帮助规范学生实验操作，培养学生基本的科学探究技能以及解决问题的能力。

人教版教材中实验部分包括迷你实验，探究活动两个部分。但是每个实验配的图示较少，多以呈现结果的形式出现以引发思考，实验过程和注意点主要以语言直接陈述，在人教版教材中“实验”栏目主要服务于知识点的掌握。

1.4 STS栏目

霍尔版教材中有“Issues In Biology”栏目，介绍了一些生物学中和生活、社会紧密管理的话题。另外还设置了“Technology & Society”栏目介绍了生物学技术在生活中的应用。人教版版教材中同样设置了“生物与社会的联系”“生物与生活的联系”和“科学·技术·社会”栏目。每个栏目中有很多主题，并且依据主题搭配相应的图示。STS栏目包含大量的科学技术内容，一些学生熟悉的语言结合大量简单的图片可以使复杂的问题简单化。同时大量的图片也能激发学生对于科学、技术与社会关系的思考。

如人教版教材在《必修2·遗传与进化》中第三章的“科学·技术·社会”栏目中介绍了DNA指纹技术，通过插入一张DNA指纹图在刑事案件中的应用结果，让学生对这种技术有了很直接的了解。

1.5 “与生物学相关的职业”栏目

霍尔版教材共列了10个与生物学相关的职业，在栏目的右上角都配有工作场景或工作人员的工作照。人教版教材共列了7个与生物学相关的职业，同样都配有工作场景或工作人员的工作照。两本教材中照片环境都比较优美，工作人员衣着端庄、气质优雅，也注意男女比例的平衡，对学生的未来起到比较好的引导作用。但人教版教材中涉及到的职业能力需求相对都比较高，学历层次比较高。建议可以丰富职业层次，面向全体学生。

除了以上5个共同的内容主题，霍尔版教材在“生物学和历史”栏目中采用时间轴图示表示历史进程，并在其上方标注了和章节内容相关的生物学发展史中有重大转折意义的事件及发生时间。在人教版教材中则没有这种时间轴图示。

最后，霍尔版教材在每一章节的“复习指南”栏目都采用了概念图的复习方式。该栏目由三个部分组成：首先是复习每一节的关键词；然后是对每一节的词汇总结；最后是概念图的填写，通过完成一个精炼的图示，不仅可以对章节内容进行一个小结，也可以开阔人的思维，激发人的思考和想象。

在人教版教材中，部分章节的课后练习中会需要填写概念图，但是占比较小并且较容易被忽略。

2 科学图示的简介

简介是科学图示很重要的一部分，精练的简介可以增强教材的可读性并有利于渗透教育思想。两版教材中科学图示简介区别较大。

霍尔版教材的图示简介会配上一段介绍或者是讲述照片背后的小故事，不仅可以帮助学生理解教材内容，也能够形象地传达编者的各种教育思想，如环境教育、STS等理念，增强学生的社会意识和社会责任。在“日常生活中的生物”这一节，霍尔版教材配了一副接受治疗的宠物狗的照片，并附上“生物学领域获得的进步不仅意味着你和你家人的健康得到了保障，你的宠物也是。那么你还能举出生物学在健康管理领域有哪些贡献呢？”通过这样的简介，学生能够意识到生物学应用的广泛并且关注生物学与生物的关系，加深了学生对科学知识的理解，也开阔了眼界和思维，满足了学生多样化的发展要求。

而人教版教材的科学图示简介仅是一个标题，缺少对图示背景的介绍和挖掘，只是配合知识点的教学，比较难表达编者的一些教育思想。

3 科学图示的种类

通过初步统计，中美教材中科学图示的种类和数量差别较大。

霍尔版教材含有丰富多样的图示。图形、表格、示意图、实物图、概念图、流程图、网络图等各种形式的图示无处不在，同时图示中涉及的生物种类也十分丰富。例如在“生物的特征”一节，就例举了甲壳虫、猫、水螅、蝴蝶、变色龙和知更鸟的例子和图示来讲解生物的特征。各种精美的图示和科学的讲解从不同角度辅助教学并且能够使学生领略到物种的多样性和普遍性，在不知不觉中熏陶了学生的生物科学素养。

而在人教版教材中科学图示的种类和数量较少。针对一个知识点，通常只会配一幅图，多以图形、示意图、概念图和实物图为主。整套教材主要以语言叙述为主，因此趣味性和可读性会稍逊于霍尔版教材。

4 对中学生物教学的启示

深刻、细腻、富有创意的科学图示有利于激发学生学习兴趣，帮助学生理解知识。霍尔版和人教版两版高中生物学教材中科学图示的差异，对一线教师在生物学教学中科学合理地使用科学图示有积极的启示作用。

（1） 使用鲜亮的科学图示。

教学中使用色彩鲜亮真实、生活化的科学图示，紧密联系教材内容，有利于学生积极主动地学习。

（2） 使用联系时代背景，体现社会特色的科学图示。

霍尔版教材内容主题选用的科学图示案例大多以自然景观、风土人情、历史事实和社会背景为题材，同时也紧跟时代变化，将生物学的学科知识与国际上最先进的科学技术联系起来，加深学生对知识的深化，促进了学生对科技发展对生物学发展作用的理解，拓宽了学生的国际视野。因此在生物学教学中，教师可以辅助以符合当代时代背景、联系学生生活实际、体现我国特色的科学图示，增强学生对自己国家和最新时事的了解，同时促进学生的主动学习。

（3） 结合教学内容选择科学图示种类。

不同种类的科学图示有不同的作用，如实物图有利于学生了解研究对象的真实形状，流程图可以直观展示实验步骤，网络图有助于学生了解研究对象之间的关系。因此，在教学中，如果教师结合教材知识，选择合适的科学图示进行教学，则会有事半功倍的教学效果。

参考文献：

[1] 丁杰，李高峰.美国高中教材《生物·生命的动力》的科学图示[J].生物学教学，2011，36（11）：15-18.

[2] Kenneth R. miller. Joseph S. Levine.Biology. America： Prentice Hall，2008.

[3] 朱正威，赵占良主编.生物1·分子与细胞[M].北京：人民教育出版社，2007.

[4] 朱正威，赵占良主编.生物2·遗传与进化[M].北京：人民教育出版社，2007.