中、德、英3 国高中生物学教材难度比较研究（2）

杨 铭 赵萍萍 刘恩山

（北京师范大学生命科学学院 北京 100875）

（上接2018年第4 期第20 页）

3.2.2 中、德、英3 国高中生物学教材概念术语的分布 教材的总广度得分是由生命科学分类细目表中8 个一级主题的得分相加所得。中、德、英3 国高中生物学教材中的概念在各一级主题的分布情况如图5所示：

对数据进行分析得到如下结果：

1）中、德、英3 国共24 个一级主题得分的平均分为：（348+257+232）/（8×3）=34.875。

3）得分落在平均分加、减一倍标准差区域之外的模块有：

中国：“生命系统组成”“人体与动物生物学”“进化”（低于）“实验及生物技术”（低于）。

德国：“生命系统组成”“人体与动物生物学”“遗传学”。

英国：“人体与动物生物学”。

（标记“低于”的表示数据低于均值减一倍标准差，未标记的表示数据高于均值加一倍标准差。）

由此说明，在中国高中生物学教材中，“生命系统组成”和“人体与动物生物学”这2 个模块的概念讲解较多，而在“进化”和“实验及生物技术”模块的讲解过少。说明在中国高中生物学的教学过程中注重“生命系统组成”和“人体与动物生物学”模块的教学，但是对于生物技术的介绍、实验能力的培养、 进化学的核心概念的教学等方面不够重视，这是我国高中生物学教材设计时需要再次考虑的地方。

在德国教材中，“生命系统组成”“人体与动物生物学”“遗传学”的讲解都较多，不存在讲解过少的主题。反映德国的高中生物学教学中对于各主题内容都给予了足够的关注，没有明显的缺失。德国的生物技术产业非常发达，在生物医学、农业、基因组学等方面均有很高的发展水平，德国也非常重视生物技术的研发，因此在高中的生物学教学中重视培养具有良好生物学素养的公民。

在英国教材中，“人体与动物生物学”主题的得分非常高，明显高于教材中的其他模块，在3 个国家的教材中也是得分最高的模块。英国非常重视这一主题的教学，对该内容有深入的探讨，而对其他模块没有特别突出的介绍。这样的课程设置可突出重要的主题，使学生更好地掌握某些核心概念，但是从整体结构而言不够均衡。

在中、德、英3 国的高中生物学教材中，“人体与动物生物学”“生命系统的组成”模块的概念都占了较高的比例，“植物学”“进化”“实验及生物技术”都占较少的比例。说明3 个国家教材的知识框架比较相似，重点和简略要求的主题相似。

为更清晰地看出各个主题在相应国家高中生物学教材中所占的比例，将每个主题的广度值除以相应国家的总广度值折合成百分比，结果如图6所示。

根据图6中的数据，将中国教材的概念在不同主题的分布情况与德国、英国分别进行比较，检验概念分布的一致性。利用百分比进行卡方检验（Chi-Square Tests），采取Fishers′ Exact Test 得到Monte Carlo Sig.（2-sided）的P 值，结果得出：χ2德国=9.037，P德国=0.263；χ2英国=12.052，P英国=0.088。

根据卡方检验的结果可以看出，我国高中生物学教材的概念在不同主题的分布与德国、 英国均无显著差异，相比之下，与德国教材的概念分布的一致性更高。

比较各一级主题及一级主题下各次级领域的得分，我国高中生物学教材的概念术语分布与德国、英国的差异，主要表现在以下几个方面：

1）“生命系统的组成”主题：在中国教材中所占比例最高，为28%； 在英国教材中所占比例仅为18%。从概念数量上看，英国教材中这一主题的概念比中国教材少30 个。英国教材的缺失主要体现在“有机化合物”和“细胞结构与功能”2 个次级领域。

2）“人体与动物生物学”主题：在英国教材所占比例最高，为37%；在中国教材中所占比例为24%。从概念数量上看，中国教材这一主题的概念术语比德国少21 个，比英国少23 个。通过比较次级主题得分，我国教材的比重较轻的内容主要体现在“血液与循环系统”和“生长/发育/行为”次级领域。考虑到我国初中和高中生物学课程的总体分布,这些内容的教学主要在初中阶段完成,可为高中阶段生命本质内容的学习打下基础, 并为其他内容的讲授留出课时。

3）“遗传学”主题：在德国教材中占21%，在中国教材中仅占14%，从术语数量上看，中国教材在这一主题的概念比德国教材少37 个。中国教材的缺失主要体现在“孟德尔遗传学”“现代遗传学”“转录和翻译”及“其他”4 个次级领域。虽然我国在初中和高中都将遗传学作为主要的教学主题，单从分析的结果看，这部分的内容仍然略显不足。

4）“进化”主题：在德国教材和英国教材中所占比例均为5%，在中国教材中所占比例最低，为3%。从术语数量上看，德国为18，英国为10，中国为7，德国的术语数量为中国的2.6 倍，表明中国高中生物学教材在这一主题上的要求明显偏弱。

5）“实验及生物技术”主题，中国教材的广度得分为0，而在德国教材中占5%，在英国教材中占4%，概念的数量分别为18 和11。由于中国教材在选修内容中对这一主题的内容有独立的模块，必修中这样的安排有其合理的思考。

3.2.3 教材特色的专业术语分析 除分析工具已有框架的概念术语，每个国家的高中生物学教材都添加了一些其他的专业术语。统计后发现：

1）中国教材中专业术语的总量较少，只有在“生命系统的组成”模块添加了“拟核”“渗透压”和“质壁分离”3 个术语，“植物学”模块添加了“发酵”“胚芽鞘”“顶端优势”和“极性运输”4 个术语，“人体与动物生物学”模块添加了“胃蛋白酶”和“自身免疫病”2 个术语，“生殖”模块添加了“无丝分裂”1 个术语，“生态学”模块添加了“营养级”1 个术语。

2）英国教材术语的总量也较少，在“生态学”模块添加了“闭合系统”“过度捕捞”“生物燃料”等20 个术语，“人体与动物生物学”模块添加了“双泵系统”“起搏点”“简单反射”等11 个术语，“生命系统组成”模块添加了“活性部位”“木质素”“渗透”“特化细胞”“非特化细胞”和“皮肤”6 个术语，“遗传学”模块添加了“显性等位基因”“隐性等位基因”“基因修饰”“产前检测”和“基因开关”5 个术语，此外，“植物学”“进化”2 个模块分别添加了2 个术语。

3）德国教材中对生命现象和过程描述的专业术语非常多，例如在“遗传学”模块添加的数量最多，共35 个术语，除了在中国和英国教材中出现的，还出现了“正、反交”“复等位基因”“连锁群”“剂量补偿效应”“冈崎片段”“内含子”“外显子”等35 个术语；在“人体与动物生物学”添加了“氧结合曲线”“机械门控离子通道”“兴奋性突触后电位”等29 个术语。

德国高中生物学教材中较高频次地使用了专业术语。在基础教育的学科课程中增加专业术语，一方面可拓展学生的专业知识，帮助学生准确描述生物学现象，但同时也会加重学生的学业负担，干扰学生对核心概念的理解。就专业术语多少而言，本身并无一个判别“好、坏”的标准，需根据教学实践经验及学生的接受能力等多方面进行权衡。由此来看，中、英2 国教材对术语的处理方式或许更加稳妥。

3.3 高中生物学教材的深度

3.3.1 高中生物学教材的深度 中、德、英3 国高中生物学教材深度的数据结果如图7所示。由图7可知，高中生物学教材的内容深度比较，德国教材最深，英国最浅，中国位于二者之间。以德国的深度总得分为基准（100），中国教材的深度总得分为90，英国教材的深度总得分为84。由此可见在教材深度上3 个国家的教材相差不多，中国教材的深度与英国教材更加接近。

3.3.2 高中生物学教材中核心概念的认知水平分布 中、德、英3 国高中生物学教材中出现的5个不同认知水平的核心概念分布情况不同，结果如图8所示。

从图8可知，中、德、英3 国高中生物学教材中适合于高中认知水平的核心概念比例介于40%和60%之间。中国教材中的核心概念位于在初中和大学认知水平的比例分别为28%和17%。德国教材的核心概念在初中和大学认知水平的分布比例为26%和33%，导致其深度偏高。英国教材在初中学段水平的比例为41%，大学只有2%,因此其深度较低。

根据图8中的数据，将中国教材核心概念在不同学段水平的分布情况与德国教材和英国教材进行比较，检验核心概念学段分布的一致性。卡方检验结果χ2德国=7.621，P德国=0.021*，χ2英国=25.002，P英国=0.000**。（注：*表示在0.05 的显著性水平下2 个样本差异显著，**表示在0.01 的显著性水平下2 个样本差异显著。）

结果表明，中国高中生物学教材的核心概念在不同学段水平的分布情况与德国教材达到了0.05 水平的显著差异，与英国教材也达到了0.01水平的显著不一致性，说明中国教材的核心概念分布与德国英国教材存在差异，与英国教材的差别更大。而在差异明显的情况下，中国的教材深度显得更加合理和准确。

高中生物学教材的深度由遗传学部分深度得分和生态学部分深度得分平均所得。为了分析中、德、英3 国教材的深度分布的具体差异，分别统计在遗传学、生态学2 个主题的各学段得分，结果如图9、图10 所示。

由图9可知，在遗传学主题上，中国教材和德国教材中的核心概念涉及初中、高中、大学3 个认知水平，英国教材除了这3 个学段外，还包括小学认知水平的核心概念。在中国教材中，高中认知水平的核心概念最多，初中和大学认知水平的核心概念数量相同，具有良好的概念深度分布。在德国教材中，初中认知水平核心概念非常少，导致总体深度偏高。在英国教材中，大学认知水平的核心概念数量较少，小学和初中认知水平的核心概念较多，使得其总体深度较低，学生的学习负担不大。

由图10 可知，在生态学主题上，中国教材和德国教材包括了初中、高中、大学认知水平的核心概念，英国教材则包括小学、初中、高中认知水平的核心概念。在中国教材中，高中认知水平的核心概念最多，深度把控很好；初中认知水平的核心概念数量大于大学认知水平的核心概念数量，总体深度不高。德国教材的核心概念分布比较均匀，大学认知水平的核心概念数量接近于高中认知水平的核心概念数量，难度较大。在英国教材中，初中认知水平的核心概念最多，同时不含有大学认知水平的核心概念，使得总体的深度较低，不要求学生掌握很深入的生态学概念。

通过比较图9和图10，可以看出，虽然在3个国家的教材中小学、初中、高中、大学这4 个认知水平的核心概念所占的比例不尽相同，但是遗传学主题的核心概念深度均高于生态学主题的核心概念深度。

4 总结及建议

通过比较分析后可知，我国教材与德国教材及英国教材在教材的广度和深度方面都存在一定的差异。中、德、英3 个国家在高中生物学教材的设计和编写上存在不同的理解和认识。

1）我国高中生物学教材的难度较低。与难度最高的德国教材相比，我国教材的广度和深度都处于较低的水平，说明我国教材所代表的课程水平不应该是对学生的学习造成过重负担的直接因素。

2）在教材内容的广度上，我国高中生物学教材概念的分布与德国教材和英国教材差异不显著。说明我国教材的概念分布与德、英2 国基本相同。但是我国教材在一些主题的次级领域的概念设置上，还有再思考和斟酌的空间。根据“为理解而教”理论的观点，教材应注意重要概念的传递，目的在于帮助学生理解，着力于培养学生的实际应用能力和高级思维能力［4］。

①“生命系统的组成”主题涉及的主要是生物学基础的概念，我国高中生物学教材中这一模块的广度得分最高，能使学生对相关的概念有深入的理解，设置具有特色且合理，在今后的教材编写过程中应该保持这一特色。②在“进化”这一模块中，我国高中生物学教材要求较低，这一主题对于学生正确理解物种的变化和发展有重要意义，因此，我国教材可考虑是否要增加“进化”主题的内容和要求。③“遗传学”这一模块在德国教材中涉及了许多生物学概念，我国教材的概念明显少于德国教材。遗传学是生物学中重要的专业分支，研究基因的结构、功能及变异，对于学生正确理解基因的本质和功能有重要的作用，这样的差异也值得思考和再论证。④相比德国和英国教材，在“人体与动物生物学”这一模块，我国生物学教材的要求也不高，这虽然与我国高中生物学课程的模块结构及初中－高中的内容排布有关，但是也值得在今后的课程设计中再次论证。

3）对于教材的内容深度，核心概念的适切性是一个重要的方面。我国高中生物学教材概念的深度总体布局和要求合理，在保持目前教材风格的情况下，是一个较为适当的编排，也独具特色，可以保持。

同时，我国高中生物学教材在生态学主题可适当增加深度。“生态学”主要研究生物体与环境的相互关系和作用机理，目前全球环境和资源面临极大的挑战和压力，因此，通过对生态学概念更加深入的讲解，可使学生更好地掌握生态学理论，将来能用于调整人与自然、资源和环境的关系，协调社会经济发展和生态环境的关系，促进可持续性发展。

（完）