美国高中生物教材分析

作者:未知

  美国麦格劳一希尔(McGraw-Hill)教育出版社公司于2004年出版了美国高中主流理科教材科学发现者系列丛书《Biology:The Dynamics of Life》,分为上、中、下三册。浙江教育出版社于2008年出版中译本《生物·生命的动力》。该教材以其生动形象的插图、类型丰富的实验与充实全面的内容成为我国高中生物教材编写的参考依據。
  1图文结合,生动形象,激发学生的学习兴趣
  美国教材的插图是该教材的一大特色。首先,插图色彩清晰、鲜艳,如杂交实验的豌豆图,虽为示意图,但形象逼真,豌豆的花瓣、叶片的叶脉以及豆荚的条纹都清晰可见。插图的逼真度越高,越能激发学生的学习兴趣。其次,美国教材插图在页面占比较大,本节豌豆杂交实验图页面占比约1/2。插图越大越能吸引学生的注意力。最后,教材的插图不仅仅能辅助理解正文内容,而且还附有详细的文字描述,例如单因子杂交实验图的文字解释为“当孟德尔把纯种高茎豌豆和纯种矮茎豌豆进行杂交时,所有的后代都是高茎;而当他让F1白花授粉繁殖时,约有3/4的后代表现为高茎,另外1/4的后代表现为矮茎。”可见,教材的插图本身就是一个知识点,图文结合,便于学生阅读和理解。
  2实验设置巧妙,注重学生科学思维的培养
  美国教材中实验的设置注重学生科学思维的培养。本节设置有迷你实验、技能实验、网络生物实验。其中,迷你实验要求学生对教师发放的花认真观察,估算一个花药中大概有多少花粉粒,描述花粉粒看上去像什么,并解释花粉粒在植物繁殖中起什么作用,注重学生实验观察能力以及分析问题能力的培养。技能实验要求学生对孟德尔的实验数据进行分析,再比较孟德尔观察到的比例和预期的比列(3:1)是否一样,并分析实际的比例和预期的比例不同的原因。这样从而培养学生分析问题、解决问题的科学思维。另外,教材还利用现代互联网进行“网络生物实验”,如本节的“如何确定植物的表现型和基因型”,要求学生自己回家后种番茄种子,根据种出来的番茄植株的颜色判断番茄种子的基因型。教材没有提供详细的实验步骤,而是让学生自己设计实验方案,征得教师同意之后才开始实验。实验结束后,要求学生将自己的实验数据以及方案公布到教材指定的网页,与网页上其他同学的实验数据进行比较分析。整个过程由学生独立完成实验,学生的实验设计能力、探究能力、创新思维能力、观察能力、数据的分析能力以及表达交流的能力都得到锻炼。
  3内容充实全面,通俗易懂,面向全体学生
  3.1内容全面,具有广度和深度
  本节将孟德尔单因子杂交实验和双因子杂交实验整合为一节,从孟德尔成功的原因、杂交实验、假说、P方阵和概率等层面来揭示遗传定律。对于孟德尔成功的原因,教材归结为实验材料的正确选择以及孟德尔治学严谨的态度。在本章“数学的综合”栏目还提到实验成功与孟德尔具有强烈的好奇心、敏锐的观察能力及数学功底等科学品质密切相关。可见,美国教材也很重视情感、态度与价值观的教育。在“数学的综合”栏目提到达尔文错失遗传定律发现的原因是由于没有运用统计学的知识,启示学生要注重学科之间的交叉、渗透与融合。
  教材对杂交实验的介绍非常详细,将子一代和子二代用两段文字分开阐述,通过大段文字对单因子杂交和双因子杂交的P方阵进行了详细的分析,还补充了概率的内容,让学生明确实际的比例与预期的3:1的比例是不一样的,实际的性状分离比未必恰好等于P方阵的比例。教材通过数学与生物的综合应用,引导学生进一步明确孟德尔实验性状分离比没有精确等于3:1的根本原因。
  教材没有介绍测交实验,但是在习题的理性思维与技能训练栏目中考查了测交实验的知识。例如,理性思维一栏提出了这样的问题:控制黄色豌豆的等位基因相对于控制绿色豌豆的等位基因为显性。假设你有一株产生黄色豌豆的植株,但不知道它是纯合还是杂合的。你能设计什么实验来找出答案?请用P方阵来表示这个实验。技能训练中则提出:一棵紫花植株和一棵白花植株杂交,产生了23棵紫花植株和26棵白花植株。用字母P代表紫花,p代表白色。亲本植株的基因型是什么?为什么?若需获得更多的帮助,请参阅“技能手册”。通过这样的问题及建议让学生自主学习测交实验的知识,体现了教材知识的全面性与注重学生自学能力培养的特点。
  3.2语言通俗易懂,增加可读性和趣味性
  美国教材文字的描述通俗易懂,如对亲本P、F1和F2进行描述时,教材将其类比为家庭成员,提示学生:“想想你自己的家庭就容易理解这些术语了。你的父母是P,你是F1,而你将来的孩子就是F2。”将遗传概率用抛硬币进行类比。例如,“要表示所有可能的配子组合和产生每一种组合的可能性,P方阵具有明显的优点。但是事实上并不会恰好得到方阵中的比例,因为从某种程度来说,遗传就像抛硬币一样遵循着概率原则。”教材将抽象的遗传规律形象具体化、直观化,引导学生从感性认识上升到理性认识。
  3.3注重核心概念的理解和应用
  教材中的关键术语全部用黑体字加粗,非常突出和显眼;本节首页的本节预览一栏中将本节的关键术语全部罗列出来,旨在引导学生重视生物学术语的内涵,尝试以准确的专业术语表述科学概念及理论。在本节复习指南中,再一次列出了本节的关键术语,加深学生学习的印象。教材还有对这些关键术语进行专业解释的“词源”栏目,有助于学生真正理解关键术语的来源及含义。本节习题中设置有理解概念的练习题,题目难度不大,学生不需要背诵定义,只要能理解概念即可作答。可见,教材更注重对核心概念的理解和应用。
  4启示与建议
  教材作为教学内容的载体和资料在教学中起着重要的作用,教材的质量直接影响人才培养的质量。他山之石可以攻玉,美国教材在一些方面值得借鉴学习。为此,笔者认为,在编写教材时需要注意以下几点。
  4.1提高教材插图的质量
  我国教材插图的数量与旧教材相比有所增加,但是插图的质量还需要改善。插图应选用色彩鲜艳的高清实物图,教材排版时应考虑插图的页面占比。此外,我国教材的插图在教材中的地位主要是“配角”的角色,多局限于辅助理解正文内容。若教材图文结合,通过插图呈现知识点,更易于学生直观地掌握知识。
  4.2实验的设置应注重学生思维能力的培养
  我国教材的实验侧重学生实验操作能力的培养,以验证性实验为主,探究性实验较少,并且很多学校没有条件进行探究性实验,学生科学探究思维能力的培养受到限制。基于此,我国教材中实验的设置可以引导学生进行观察、分析和推断,既方便在课堂上进行,还培养了学生分析问题和解决问题的理性思维。此外,教材要给学生机会自主设计实验方案,充分发挥学生的创造性思维。
  4.3拓宽内容的广度,增加趣味性和可读性,注重启发性
  我国教材知识点全面,但是缺少广度。可以通过与其他学科相结合或者详细具体地描述知识点来拓宽教材的广度,从而为学生提供更多的科学背景知识。教材语言的表述应力求通俗易懂,既生动活泼又不失科学性和严谨性,增加教材的趣味性和可读性。教材中部分内容可以以习题的形式由学生自主探索获得。这样更能启发学生的思维,培养学生自主获取知识的能力。
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