教材開發(fā)：從編寫者到學(xué)習(xí)者

蔣選榮 徐鑫 劉思琪

【摘 要】以教學(xué)目標(biāo)為引領(lǐng)，創(chuàng)新教材內(nèi)容，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式，滲透科學(xué)方法的培養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)從編寫者的教材到學(xué)習(xí)者的教材的轉(zhuǎn)變，便于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)和教學(xué)活動(dòng)的開展。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)目標(biāo)；內(nèi)容創(chuàng)新；實(shí)驗(yàn)改進(jìn)；拓展應(yīng)用

【中圖分類號】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號】1005-6009（2019）11-0051-04

【作者簡介】1.蔣選榮，江蘇省揚(yáng)州市新華中學(xué)（江蘇揚(yáng)州，225009）教師，正高級教師，江蘇省特級教師，“江蘇人民教育家培養(yǎng)工程”培養(yǎng)對象；2.徐鑫，江蘇省沙溪高級中學(xué)（江蘇太倉，215400）教師；3.劉思琪，江蘇省無錫市玉祁高級中學(xué)（江蘇無錫，214183）教師。

國內(nèi)高中生物學(xué)教材有5種版本，每個(gè)版本的教材都有自己的特色，具有教學(xué)的普適性。不同的教材編寫結(jié)構(gòu)、呈現(xiàn)方式不盡相同。教材具體章節(jié)內(nèi)容是教師組織教學(xué)的資源，由于區(qū)域地理位置的差異、經(jīng)濟(jì)文化背景的差異、不同學(xué)校學(xué)情的差異、教師教學(xué)方式的差異、實(shí)驗(yàn)設(shè)施的差異，教師需要對教材中的教學(xué)資源進(jìn)行加工、整合，將編寫者的教材轉(zhuǎn)變成適應(yīng)教師教的教材和適合學(xué)生學(xué)的教材。

教師對教材開發(fā)的前提是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，根據(jù)教學(xué)目標(biāo)確定教學(xué)內(nèi)容。在教學(xué)目標(biāo)的引領(lǐng)下對教材具體章節(jié)內(nèi)容的創(chuàng)新主要體現(xiàn)在以下三方面。第一，教學(xué)內(nèi)容的創(chuàng)新。增加新的教學(xué)內(nèi)容，修改、替換部分教學(xué)內(nèi)容。第二，教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式的創(chuàng)新。以教學(xué)目標(biāo)為中心，有機(jī)整合教學(xué)資源。包含內(nèi)容呈現(xiàn)順序的調(diào)整、內(nèi)容結(jié)構(gòu)的調(diào)整。第三，融入科學(xué)方法。設(shè)計(jì)和改造部分教材內(nèi)容以利于科學(xué)方法的運(yùn)用?，F(xiàn)以人教版“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”一節(jié)為例作些說明。

一、依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容，確定教學(xué)目標(biāo)

人教版高中生物教材必修1“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”屬于《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡稱“2017年版課標(biāo)”）中“物質(zhì)通過被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸?shù)确绞竭M(jìn)出細(xì)胞，以維持細(xì)胞的正常代謝活動(dòng)”的教學(xué)內(nèi)容。為幫助學(xué)生對物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的理解，提升學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，2017年版課標(biāo)列出的活動(dòng)建議是“模擬演示探究膜的透性”“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”。細(xì)胞代謝涉及細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞與環(huán)境之間的物質(zhì)轉(zhuǎn)移和利用、能量轉(zhuǎn)換和釋放、信息傳遞和轉(zhuǎn)換，其中物質(zhì)變化是基礎(chǔ)，細(xì)胞內(nèi)外物質(zhì)交換是前提，其結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是細(xì)胞膜。

人教版教材編制的內(nèi)容分為3小節(jié)，每小節(jié)內(nèi)容之間存在生物學(xué)科內(nèi)在邏輯關(guān)系，即物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞案例呈現(xiàn)、生物膜結(jié)構(gòu)的探索、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的機(jī)理三個(gè)部分。教材內(nèi)容之間存在內(nèi)在聯(lián)系，第1小節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”以研究水分子進(jìn)出細(xì)胞為素材，觀察現(xiàn)象（滲透現(xiàn)象、動(dòng)植物細(xì)胞失水和吸水現(xiàn)象），分析物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例等內(nèi)容，得出結(jié)論（即作出假設(shè)，細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜）。在此基礎(chǔ)上，教材依據(jù)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系，編制了第2節(jié)“生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型”說明生物膜的選擇性與膜的組成成分、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)密切相關(guān)。在闡明生物膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，編制了第3節(jié)“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞健保滩膬?nèi)容從微觀水平形象地揭示了物質(zhì)出入細(xì)胞膜的不同方式。

人教版教材從現(xiàn)象到機(jī)理、從宏觀到微觀、從結(jié)構(gòu)到功能、從假說到演繹、從實(shí)驗(yàn)分析到探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等內(nèi)容體現(xiàn)了“細(xì)胞生命活動(dòng)過程貫穿著物質(zhì)的變化”的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求。第1節(jié)的教材內(nèi)容無疑是本章的關(guān)鍵，對其余兩節(jié)教學(xué)內(nèi)容起著綱領(lǐng)作用。根據(jù)對課程標(biāo)準(zhǔn)的理解和教材內(nèi)容的分析，筆者將本節(jié)教學(xué)目標(biāo)確定為：（1）通過觀察滲透現(xiàn)象，說出滲透作用的原理，形成結(jié)構(gòu)和功能觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀；（2）通過對動(dòng)植物細(xì)胞吸水和失水現(xiàn)象提出問題，作出假設(shè)，體驗(yàn)和領(lǐng)悟科學(xué)探究方法；（3）運(yùn)用細(xì)胞失水和吸水的原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，解決問題，提高科學(xué)探究的實(shí)踐能力；（4）舉例說出生活中物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例，參與討論并作出理性解釋。其中，目標(biāo)（1）中蘊(yùn)含了培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究、生命觀念的學(xué)科核心素養(yǎng)要求；目標(biāo)（2）（3）主要是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力；目標(biāo)（4）是培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任。

二、圍繞教學(xué)目標(biāo)，創(chuàng)新教材內(nèi)容

教師對教材內(nèi)容的創(chuàng)新是依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，對原有教材中內(nèi)容的優(yōu)化使用和有序組織，而不是對教材內(nèi)容的否定或棄用。“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”一節(jié)教材內(nèi)容主要包括：滲透現(xiàn)象、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水、植物細(xì)胞的吸水和失水、物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例等。

1.滲透作用實(shí)驗(yàn)改進(jìn)。

教材中“問題探討”展示了滲透現(xiàn)象示意圖。教學(xué)中對該部分內(nèi)容的運(yùn)用應(yīng)該符合以下幾點(diǎn)要求：直觀性，現(xiàn)象明顯，便于觀察；簡易性，實(shí)驗(yàn)裝置不復(fù)雜，簡單且容易準(zhǔn)備和實(shí)施；時(shí)效性，實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等應(yīng)該在課堂教學(xué)的一定時(shí)間內(nèi)完成，實(shí)驗(yàn)效果好。而教材中錄入的實(shí)驗(yàn)略有缺憾，主要表現(xiàn)為液面變化不明顯、重力因素抑制了液面上升導(dǎo)致液面發(fā)生變化時(shí)間長；玻璃紙的材質(zhì)直接影響實(shí)驗(yàn)效果，購買的玻璃紙往往是不透水的、玻璃紙和漏斗連接處難以密封。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)研究，為便于學(xué)生直接觀察滲透現(xiàn)象且發(fā)生時(shí)間快，筆者對教材中“滲透實(shí)驗(yàn)的觀察”設(shè)計(jì)了3組實(shí)驗(yàn)。具體如表1至表3所示。

通過第1組滲透實(shí)驗(yàn)，得出水分是順濃度梯度進(jìn)出半透膜的結(jié)論?；诖藢?shí)驗(yàn)，提出問題：動(dòng)物體內(nèi)是否會(huì)發(fā)生滲透吸水和失水現(xiàn)象呢？設(shè)計(jì)第2組實(shí)驗(yàn)的目的就是引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)到動(dòng)物體內(nèi)也會(huì)發(fā)生滲透作用，為進(jìn)一步了解動(dòng)物細(xì)胞失水和吸水進(jìn)行了鋪墊。第2組實(shí)驗(yàn)操作容易，現(xiàn)象明顯，會(huì)啟發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，如：動(dòng)物細(xì)胞是否也會(huì)發(fā)生失水和吸水現(xiàn)象？如何讓人體內(nèi)細(xì)胞處于相對穩(wěn)定狀態(tài)？第2組實(shí)驗(yàn)的缺陷是時(shí)間較長，需要學(xué)生在課前完成。

第3組實(shí)驗(yàn)屬于定量研究。定量研究強(qiáng)調(diào)的是事實(shí)、關(guān)系和原因。本組實(shí)驗(yàn)的目的是探究植物體是否會(huì)發(fā)生滲透作用，同時(shí)也為探究植物細(xì)胞發(fā)生滲透失水和吸水的原理進(jìn)行鋪墊。由于常溫下NaCl在水中溶解度為35.9g/100ml，因此配制的NaCl最高濃度為30%，課前將蘿卜條放置于清水、系列濃度梯度的NaCl中處理一定時(shí)間；課堂教學(xué)中，將蘿卜條瀝干取出后，記錄量筒中液面讀數(shù)，同時(shí)觀察蘿卜條體積變化。以量筒中液體體積為縱坐標(biāo)、NaCl濃度為橫坐標(biāo)，繪制出曲線圖，可以發(fā)現(xiàn)隨著NaCl濃度增加，量筒中液體體積增加。結(jié)合蘿卜條體積大小變化，可以得出蘿卜條處于不同濃度外界溶液中會(huì)發(fā)生失水現(xiàn)象，外界溶液濃度越高，失水現(xiàn)象越明顯，為探討植物細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)象奠定了基礎(chǔ)。

2.質(zhì)壁分離及復(fù)原原理的拓展應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)“運(yùn)用細(xì)胞失水和吸水的原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，解決問題”的教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，筆者設(shè)計(jì)了運(yùn)用質(zhì)壁分離及復(fù)原原理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并解決實(shí)際問題的教學(xué)內(nèi)容。設(shè)計(jì)的教學(xué)情境如下：用蔗糖溶液（不同濃度）、顯微鏡、不同品種洋蔥鱗莖、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙等儀器材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，探究下列問題：（1）判斷洋蔥細(xì)胞的死活；（2）測定同一品種洋蔥細(xì)胞液濃度范圍；（3）比較不同品種洋蔥細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小。通過對實(shí)驗(yàn)方案的討論和設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決問題的能力。

3.探究物質(zhì)跨膜運(yùn)輸特點(diǎn)的演示實(shí)驗(yàn)。

人教版教材中對“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例”內(nèi)容是通過資料分析的形式，歸納總結(jié)出細(xì)胞膜和其他生物膜都是選擇透過性膜。教材中沒有提供直觀的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。為了讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)演示直接觀察到現(xiàn)象，通過現(xiàn)象推理出細(xì)胞膜的特性。設(shè)計(jì)了如下演示實(shí)驗(yàn)。

臺(tái)盼藍(lán)可以穿過變性的細(xì)胞膜，與解體的DNA 結(jié)合，使其著色。而活細(xì)胞能阻止染料進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，故可以用臺(tái)盼藍(lán)染液鑒別死細(xì)胞與活細(xì)胞。新鮮的活細(xì)胞不能被臺(tái)盼藍(lán)染成藍(lán)色，說明細(xì)胞膜具有選擇透過性。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可觀察、實(shí)驗(yàn)結(jié)果清晰明了，有利于得出結(jié)論。

三、教材內(nèi)容呈現(xiàn)方式的調(diào)整

教師在組織教學(xué)時(shí)，為有效利用教材內(nèi)容，可以對教材內(nèi)容呈現(xiàn)方式進(jìn)行調(diào)整。依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例”一節(jié)分成五個(gè)模塊的學(xué)習(xí)內(nèi)容，依次為：觀察滲透現(xiàn)象及分析原理，細(xì)胞的吸水和失水，質(zhì)壁分離及復(fù)原原理的拓展應(yīng)用，物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)钠渌麑?shí)例，探究植物細(xì)胞的吸水和失水實(shí)驗(yàn)。從教材內(nèi)容的整體性考慮，前四個(gè)教學(xué)模塊安排為1課時(shí)，安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)1課時(shí)，保證學(xué)生有充分的時(shí)間進(jìn)行質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)總結(jié)。

四、創(chuàng)新教材內(nèi)容的目的和意義

高中生物學(xué)教材既是教師教學(xué)的主要資源，也是學(xué)生學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，創(chuàng)新教材內(nèi)容的目的有三點(diǎn)。第一，有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。教學(xué)活動(dòng)以教學(xué)目標(biāo)為導(dǎo)向，且始終圍繞實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)而進(jìn)行。目標(biāo)決定內(nèi)容，內(nèi)容達(dá)成目標(biāo)，教材內(nèi)容要適應(yīng)教學(xué)內(nèi)容，就需要對教材資源進(jìn)行整理、加工、延伸和拓展。第二，有利于組織教學(xué)。組織教學(xué)過程就是實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的過程，組織教學(xué)的核心要素是教師的“教”、學(xué)生的“學(xué)”，通過“教”引導(dǎo)學(xué)生更好的“學(xué)”，“教”和“學(xué)”之間信息傳遞的主要渠道就是教學(xué)“內(nèi)容”，“內(nèi)容”主要來自教材，通過對教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)的調(diào)整、延伸和拓展，科學(xué)方法的滲透等創(chuàng)新，有利于教學(xué)活動(dòng)的開展。第三，促進(jìn)課程開發(fā)。課程開發(fā)是根據(jù)教育的構(gòu)想，將教材與學(xué)習(xí)活動(dòng)具體化，有策略地組織兒童成長與發(fā)展的文化經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)。[1]教材是課程實(shí)施內(nèi)容的具體化，體現(xiàn)了課程目標(biāo)和課程內(nèi)容，指導(dǎo)教學(xué)活動(dòng)的開展。教材內(nèi)容的創(chuàng)新是課程內(nèi)容不斷完善、發(fā)展的必然，從教學(xué)實(shí)踐中推動(dòng)課程改革。

創(chuàng)新教材內(nèi)容可以將更多的教學(xué)資源融入教學(xué)內(nèi)容中，避免教材成為唯一的教學(xué)資源，促進(jìn)教師成為課程開發(fā)的參與者。需要注意的是，教材內(nèi)容的創(chuàng)新必須依據(jù)教學(xué)目標(biāo)和組織教學(xué)的需要，切不可盲目修改教材內(nèi)容，也不必對所有教材內(nèi)容進(jìn)行修改。

【參考文獻(xiàn)】

[1]佐藤學(xué).課程與教師[M].鐘啟泉，譯.北京：教育科學(xué)出版社，2003：34.