新旧人教版高中生物教材中实验的比较和分析

摘 要：对新旧人教版教材必修一实验模块的各元素进行分析，可以看出新教材的实验模块在页面分布方面更加合理，注重学生阅读的流畅性和思维的连续性；在字体、字号、文字间距等方面更加注重学生的阅读感受，能提高学生的阅读效率，方便书写；在色彩图像方面，新教材能够更好地引导学生专注阅读，帮助学生建立直观认识；在教学目标的达成上，新教材能够帮助学生锻炼科学思维，掌握教材中所包含的大概念，构建正确的学科思维。高中生物教师在实际教学中应注意教材的变化，以更好地利用教材，发挥教材对生物学科核心素养培养的功能。

关键词：新旧教材；高中生物；实验模块

作者简介：李天亮（1995—），男，吉林师范大学生命科学学院。

《分子与细胞》属于高中阶段生物学教学的基础，涵盖了细胞生物学最基本的知识，对于学生培养学科核心素养、构建重要概念、掌握基本科学研究方法起到重要的作用。2019年版人教版高中生物学教材（以下简称新教材）在2003年版人教版高中生物教材（以下简称旧教材）的基础上做了多方面的调整，尤其是在实验部分。

生物学实验是高中阶段重要的教学活动，能够有效锻炼学生的思维，促进学生对大概念的理解，有利于学生学科核心素养的培养［1］。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确指出，实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑［2］。为了更好地达成教学目标、呈现教学内容，新旧教材在实验数量、排版方式、文字大小、插图等各个方面都有不同程度的改变。

一、实验内容编排的变化

从实验数量上来看，在《分子与细胞》这一册中，旧教材中编排了13个实验，其中有9个属于观察类实验、4个属于探究类实验；新教材中编排了12个实验，删除了实验“观察DNA和RNA在细胞中的分布”和“体验制备细胞膜的方法”，新增了探究性实验“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”，补充了知识点“酶的专一性”所对应的实验，进一步突出了此部分内容的重要性。

在新教材中，实验内容在组织形式上也有了一定的变化。如《分子与细胞》旧教材第六章第一节《细胞的增殖》中“细胞大小与物质运输关系”这一实验内容在新教材中体现为“思维训练”模块，这是新教材中首次出现的模块，相比旧教材的实验模块，更突出对学生的思维能力的锻炼，能增强学生独立思考和运用所学知识分析问题、解决问题的能力。从此变动也可以看出，新教材在内容选择方面更加细致，对知识的分类更加明确和清晰。

二、页面排布的变化

教材是教学的主要依据，教材的排版方式对教学效率有着重要的影响。好的排版方式能够提高学生的学习效率，帮助学生更好地吸收所学的知识内容，实现教学目标。良好的动线设计能够对人起到引领作用，而书籍中的动线存在双重关系——读者主动选择阅读书中的内容，以及设计者引导读者继续阅读［3］。教材具有特殊性质，其承载内容多且有一定难度，因此教材的动线设计需要更加灵活和具有机动性，以满足最基础的知识传递要求，用教材所包含的元素潜移默化地正向引导学生的思维。因此，教科书的页面设计也尤为重要，需要能够引导学生的目光走向，引领学生的思维。

在旧教材中，《分子与细胞》中有5个实验是翻页排布的，即实验原理和实验步骤等内容在同一张纸的正反两面，这种排版方式导致学生的眼神动线和思维动线变得不连续。同时，实验的前半部分通常涉及实验与生活的联系、实验原理和实验器材等内容，这种排版方式也在一定程度上使得学生阅读实验步骤的时间更多，因而更加关注实验“怎么做”，而忽略了“为什么做”。这种倾向容易导致学生即便知道实验如何做，但却无法将所学到的知识运用到现实生活中。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出，“科学探究”是指能够發现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力［4］。2017年《普通高等学校招生全国统一考试大纲的说明》也明确了在实验与探究能力考查方面的要求，即考生能基于所学实验方法和技能设计实验、验证生物学事实、分析和解释实验结果、根据实验结果得出结论，以及对某些生物学问题进行初步探究［5］。由此可见，忽视“为什么做”的学习是一种舍本逐末的学习，没有很好地将生物学习与实际生活联系起来，不符合素质教育的要求。

在新教材中，12个实验中只有1个实验需要进行翻页阅读，其余11个实验的页面排布都能够做到流畅地跨页阅读，即平铺教材后能够完整阅读实验的原理、方法和步骤等各个环节，这提高了学生阅读的流畅性，对于学生的大概念形成、核心素养发展、思维方式完善、科学探究能力和动手能力提高、社会责任感加强等起到了很好的促进作用。

三、文字排版的变化

新旧教材在文字排版方面的变化主要体现在字体的选择和变更、字号大小的变化以及行间距和字间距的调整。

在字体选择方面，新教材在不同的实验模块中采用了不同的字体。例如，“探究酵母菌细胞呼吸方式”和“探究环境因素对光合作用的影响”这两个实验作为探究性实验，其目的在于引导学生基于学到的知识发散思维，增强学生发现问题的能力和意识，同时培养学生的创新意识和思维独创性［6］。因此，这样的内容不能千篇一律，需要不同的字体排版来给人以新鲜感。

在旧教材中，实验文字部分的字体主要是黑体和宋体，只有“参考案例”和“参考资料”两个小标题使用了楷体。这种编排略显沉闷，并且容易使学生在阅读的过程中难以区分正文和探究步骤。而在新教材中，“实验原理”“提出问题”“参考案例”三个部分都以黑体呈现小标题，正文字体为宋体，给人一种严肃沉稳的感觉，而在需要学生进行假设、动用发散思维和创造思维的部分，使用了比较活泼的行楷和仿宋字体。这种对比有利于重点内容的突出，有助于学生对知识的理解和整体知识体系的构建，让学生体会到生物学探究性实验并不是沉闷、死板的，而是严谨与轻松相结合的探究学习过程。

就文字字号来说，新教材对字号、行间距、字间距等都进行了放大。有研究表明，在文字信息的理解和加工过程中，除汉字本身所带有的字义之外，字号、行间距、字间距等视觉因素也是影响读者阅读的重要因素。白学军、曹玉肖、顾俊娟、郭志英和闫国利研究发现，字号越大，阅读效果越好［7］。此外，还有研究表明，字体的大小在一定的程度上会通过影响注意概率、注意次数等指标影响读者对于文字内容的认知。小字号会增加读者的认知加工负担，使读者在阅读的过程中更费力。因而适当增加字体的大小可以提高阅读效率，大字号的文字能让读者的注视概率增加，使其更易理解文字含义［8］。

综上所述，新教材对文字字体、字号等的优化，能从阅读时的注意次数、注意概率等方面协助学生提高阅读效率，提升阅读效果。这种变化有助于学生更好地掌握教材中的知识点，减少对知识点的遗漏。

四、色彩图像的变化

新旧教材的实验模块排版在色彩图像方面也有很大改变，主要体现在两个方面。一方面，实验模块背景颜色发生了明显的变化。在旧教材中，观察性实验选择了由黄色渐变为白色的边框，而探究性实验则选择了由蓝色渐变为白色的边框。无论是观察性实验还是探究性实验的正文部分都以白色为背景颜色，线框只是单纯起到了划分区域的作用。而在新教材中，观察性实验和探究性实验都选择了蓝紫色作为模块的背景颜色，与教材纸张颜色形成了鲜明的对比，使读者能够更好地辨认实验部分的内容及范围。相关研究表明，色彩图像对于学习者的认知和学习有着重要的影响。其中，蓝色被广泛认为是较为温和、不刺眼的颜色，有助于促进学习者对学习材料的加工［9］。此外，蓝色在视觉感知上也具有较好的引导和保持视觉注意力的优势［10］。因此，新教材中实验模块背景颜色的更改不仅能够更好地帮助学生确定学习内容，还能够延长学生注意力保持的时间，提高学习效果。

另一方面，教材中的实验插图内容也进行了调整。插图是教材中的重要组成部分，是教材的“第二语言”，是对实验文本内容的补充说明。插图可以让学生对实验现象形成直观的认识，帮助学生更深入地研读、加工、处理和转化知识。对于教师而言，插图的存在能够减轻教学负担。在教学过程中，教师可以利用插图引导学生，让学生更好地掌握知识。

对比新旧教材中共有的12个实验，它们在插图方面主要有以下两点不同。

第一，插图的数量。新教材中共新增了10幅插图，这些新插图所表现的都是实验的步骤、方法，以及能够观察到的实验结果。如新教材在“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”这一实验中，直接给出了显微镜下洋葱根尖细胞有丝分裂不同时期的图像；在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”这一实验中，以图片的方式展示了斐林试剂、双缩脲试剂等试剂的颜色变化现象；在“探究环境因素对光合作用强度的影響”实验中给出了“学生正在用打孔器打出圆形小叶片”的图像。插图数量的增加，能够赋予教材不同的色彩，增加学生阅读教材时的新鲜感，激发学生的学习兴趣。

第二，插图的质量。新教材中的插图清晰度更好、色彩更加鲜明。如在“使用高倍显微镜观察几种细胞”实验中，大肠杆菌电镜照片由黑白图片变成了彩色图片，简单的大肠杆菌结构模式图变成了大肠杆菌透射电镜照片。同时，新教材也对原来的插图进行了合理删减，如在“高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”实验中，在图片展示篇幅不变的情况下，删减了染色后线粒体的图片，重点突出放大了高倍显微镜下黑藻的叶绿体的图片。

这些插图能够通过视觉的冲击，帮助学生对实验仪器或实验操作等形成直观的了解，实现“据文观图，以图促文”，有助于学生进行知识迁移和知识体系搭建，有利于学生对教材中的重要知识点进行再现和记忆。

结语

通过对新旧人教版高中生物必修一《分子与细胞》中实验的内容进行比较和分析，我们可以发现新教材在实验内容上有了明显的改变，更加注重对于学习者的科学探究能力的培养以及科学思维能力的训练。同时，新教材改动了原有的页面排布、字体字号、字间距、插图等，更加有利于学生对知识进行整体性、系统性的掌握，凸显了生物实验的教学功能。因此，在高中生物实验教学中，教师应该更加善于利用教材中的各种元素，帮助学生更好地掌握知识和构建知识框架，发挥生物实验的学科核心素养培养作用，做到以生活为基础，使学生在生活中学习生物，将所学到的知识合理地运用到现实生活中，在明白“怎么做”的同时更清晰地了解“为什么做”，从而真正通过生物学习提升核心素养。

［参考文献］

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