蘇教版高中生物學(xué)新舊教材比較分析
——以必修1“細(xì)胞代謝”為例

楊曉靖

(江蘇省海州高級中學(xué) 222006)

新的普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)于2017年制定出臺，與之相配套的蘇教版生物學(xué)教材(2019年版)已經(jīng)發(fā)行使用.為落實新課程標(biāo)準(zhǔn)的育人理念，適應(yīng)新時代育人目標(biāo)的要求，新教材在舊教材(2004年版)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，在章節(jié)安排、知識體系、實驗設(shè)計、插圖選取等方面均有不同.本文通過選取必修1《分子與細(xì)胞》模塊中“細(xì)胞代謝”的內(nèi)容對新舊兩版蘇教版進(jìn)行比較分析，探尋新教材編寫的新思路、新要求、新特點，從中獲得教學(xué)啟發(fā)，促進(jìn)高中生物教學(xué)的有效展開.

1 結(jié)構(gòu)的比較

1.1 章節(jié)的安排(見表1)

表1

新教材用34頁篇幅敘述“細(xì)胞代謝”的內(nèi)容，與舊教材相比，知識的呈現(xiàn)更加詳實.更有助于學(xué)生從微觀層面深入理解生命的本質(zhì)，了解細(xì)胞生命活動中物質(zhì)、能量和信息變化的統(tǒng)一，細(xì)胞結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一，形成正確的生命觀念.在章節(jié)標(biāo)題上，新教材從功能和意義的角度對舊標(biāo)題進(jìn)行了較大的改動，有助于學(xué)生把握重點，形成結(jié)構(gòu)、功能觀.

新教材將影響光合作用和細(xì)胞呼吸的環(huán)境因素分離，單獨設(shè)置成第四節(jié)內(nèi)容.光合作用和細(xì)胞呼吸是細(xì)胞重要的生命活動，體現(xiàn)了細(xì)胞對能量的轉(zhuǎn)化和利用.深入地研究影響光合作用和細(xì)胞呼吸的因素，農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)生產(chǎn)方式將會發(fā)生巨大的變化，生產(chǎn)水平也會得到大幅度地提高.

1.2 欄目的設(shè)置

新舊教材在本章節(jié)的欄目設(shè)置都較為豐富，包括“積極思維”“邊學(xué)邊做”“放眼社會”“走進(jìn)職業(yè)”等欄目，新教材以“走進(jìn)實驗室”替換了“課題研究”，因為課題研究包括確定選題、研究方案、開題、實施、輸出成果等固定環(huán)節(jié)，與課堂上科學(xué)實踐活動的要求不同，此處修改更加合理.

新教材取消了“回眸歷史”欄目，將其內(nèi)容移入正文，體現(xiàn)了新課標(biāo)對科學(xué)發(fā)展史內(nèi)容的重視.新教材還增加了“跨學(xué)科視角”“互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)”“參考書目”等小欄目，加強對學(xué)生自主學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo).

值得注意的是，新教材取消了舊教材“學(xué)習(xí)目標(biāo)”和“關(guān)鍵詞”的內(nèi)容，轉(zhuǎn)而通過對現(xiàn)實生活中的事實或現(xiàn)象進(jìn)行描述和質(zhì)疑，把原本抽象的學(xué)習(xí)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為更加生動有趣的驅(qū)動性問題，促使學(xué)生主動投入到對問題的思考之中，與隨后的“積極思維”內(nèi)容相互呼應(yīng)，順勢指導(dǎo)學(xué)生對問題展開進(jìn)一步探究，在獲取結(jié)論的同時，理解該研究的生活意義.此處改變是欄目設(shè)置上的一個亮點.

2 內(nèi)容的比較

2.1 知識體系的構(gòu)建

2.1.1 完善史料，研究脈絡(luò)更加清晰

舊教材關(guān)于“光合作用”的闡述編排了6個生物史料，即海爾蒙特的實驗、普利斯特萊的實驗、英格豪斯的實驗、薩克斯的實驗、魯賓和卡門的實驗、卡爾文的實驗.新教材則編排了7個生物史料，即亞里士多德的推測、海爾蒙特的實驗、英格豪斯的實驗、薩克斯的實驗、俄國科學(xué)家的實驗、魯賓和卡門的實驗、卡爾文的實驗.新教材更加遵循“光合作用”探索的歷程史實，刪減了與光合作用本質(zhì)關(guān)聯(lián)不強的實驗.

舊教材關(guān)于“酶的化學(xué)本質(zhì)”進(jìn)行了直接的闡述.新教材增加了科學(xué)家對“酶的化學(xué)本質(zhì)”探索歷程的介紹，歷經(jīng)1857年巴斯德的發(fā)現(xiàn)、1897年畢希納的實驗、1926年薩姆納的觀點、1936年確立酶是蛋白質(zhì)的觀念、20世紀(jì)80年代關(guān)于核酶的新發(fā)現(xiàn)等歷史事件，確定了能催化生化反應(yīng)的酶絕大多數(shù)是蛋白質(zhì)的論斷.

可以看出，新教材充分關(guān)注初高中生物學(xué)內(nèi)容的銜接，刪減學(xué)生已知的科學(xué)史，補充新的實驗，盡可能還原知識點形成的真實脈絡(luò)，引導(dǎo)學(xué)生感受、理解知識點形成和發(fā)展的過程，激發(fā)學(xué)生的探究熱情，加深對知識點的理解.

2.1.2 調(diào)整順序，認(rèn)知規(guī)律更加凸顯

表2

由表2可知，新舊教材關(guān)于“光能的捕獲”的內(nèi)容均通過“恩格爾曼的實驗”、“提取和分離葉綠體中的光合色素”和“色素的吸收光譜曲線圖”來呈現(xiàn)其探究過程.不同的是，舊教材中先明確提出植物葉片中有光合色素，設(shè)置了“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗，再通過“恩格爾曼的實驗”說明葉綠體中含有能有效吸收利用紅光和藍(lán)紫光的物質(zhì)，不符合邏輯順序.新教材中將“恩格爾曼的實驗”放在“提取和分離葉綠體中的光合色素”之前，首先明確了葉綠體這一重要的結(jié)構(gòu)參與了生命過程，其中含有的光合色素是該結(jié)構(gòu)中參與光合作用的關(guān)鍵物質(zhì).隨后，提取和分離色素的內(nèi)容就很自然呈現(xiàn)，葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜曲線圖是光合色素捕獲光能的有利證據(jù).此處順序的調(diào)整，更符合科學(xué)探究的一般規(guī)律，有利于培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的邏輯.

2.1.3 改進(jìn)表述，內(nèi)容界定更加嚴(yán)謹(jǐn)

新教材在部分內(nèi)容表述上更加嚴(yán)謹(jǐn).例如，“酶活性”在舊教材中表述為“在酶促反應(yīng)中，酶的催化效率”，新教材中則表述為“酶催化生化反應(yīng)的能力，酶催化作用的效率可以通過酶催化生化反應(yīng)的速率來衡量”；“光合作用的場所”在舊教材中表述為“葉綠體是光合作用的主要場所”，容易誤導(dǎo)學(xué)生，植物的光合作用除了葉綠體以外，還有其他的發(fā)生場所.因為藍(lán)藻沒有葉綠體也可以進(jìn)行光合作用，所以新教材中表述為“葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所”，避免知識的混淆.

2.1.4 更新知識，問題分析更加科學(xué)

新教材對部分重要內(nèi)容的闡述更加深入，更新了知識內(nèi)容.例如，關(guān)于ATP中“～”的名稱和ATP釋放能量的機制，舊教材中稱“～”為“高能磷酸鍵”，并認(rèn)為ATP能量的釋放來自遠(yuǎn)離A的高能磷酸鍵的斷裂.新教材中“～”的名稱更改為“磷酐鍵”，ATP能量的釋放通過基團的轉(zhuǎn)移而不是簡單的水解；舊教材中關(guān)于“光反應(yīng)過程”的表述為：“光合色素吸收光能，將水分子裂解成氧和H+，氧直接釋放出去，H+則進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成高能態(tài)的[H]，為暗反應(yīng)提供能量”.新教材中表述為：“在類囊體薄膜上，葉綠素等光合色素吸收光能，使某些基態(tài)葉綠素分子(接受了最初由水的裂解傳遞而來的電子)受到激發(fā)釋放電子，電子在不同的物質(zhì)(電子傳遞體)之間傳遞，最后NADP+(氧化型輔酶Ⅱ)接受電子被還原成NADPH(還原型輔酶Ⅱ，常用[H]表示，在暗反應(yīng)階段發(fā)揮作用)，能量也由光能轉(zhuǎn)換為電能，再由電能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能，儲存在ATP和NADPH中.這一過程涉及水的裂解、電子傳遞、ATP生成和NADP+的還原”.

細(xì)胞內(nèi)能量轉(zhuǎn)化的過程基于復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)和物理變化，新教材清晰展示了能量轉(zhuǎn)移的原理，避免了舊教材中因籠統(tǒng)表述導(dǎo)致學(xué)生難以理解透徹的問題.

2.2 實驗的設(shè)計

2.2.1 替換內(nèi)容，實驗指向更加合理

新教材增加了“酶的催化作用具有高效性”的實驗，將“酶的高效性”內(nèi)容由舊教材中的文字?jǐn)⑹龈臑閷嶒炋骄?刪除了舊教材第一節(jié)中“酶具有催化性”的實驗，因為科學(xué)家根據(jù)對酶的化學(xué)本質(zhì)的探索，已經(jīng)得出酶具有催化作用的結(jié)論，所以無需在教材中設(shè)計實驗證明酶具有催化性.突出了酶的特性，重點明確.

新教材刪除了舊教材第三節(jié)中“影響酵母菌無氧呼吸的因素”的實驗，替換成“探究酵母菌的呼吸方式”的實驗.酵母菌是生物學(xué)教學(xué)中經(jīng)常用到的實驗對象，其兼具有氧呼吸和無氧呼吸兩種方式，新教材中的改變，使得探究實驗更加完整，也可以為后面的“有氧呼吸和無氧呼吸有哪些主要區(qū)別”提供有力的證據(jù).

2.2.2 標(biāo)注細(xì)節(jié)，實驗現(xiàn)象更加明顯

新教材對實驗的細(xì)節(jié)進(jìn)行了修改.例如，新教材在“酶專一性實驗的設(shè)計”中“37℃下保溫時間”較舊教材多了“37℃”，從這一細(xì)節(jié)上將溫度對實驗的影響降到了最低；“提取和分離葉綠體中的光合色素”實驗中，關(guān)于畫好濾液線的濾紙條在層析液中的放置方式也增加了說明“斜靠在燒杯壁上”.實驗細(xì)節(jié)上的說明，有助于提高實驗的成功率，激發(fā)了學(xué)生進(jìn)行實驗操作的熱情.

2.3 插圖選取的比較

新教材對本章節(jié)的部分圖片進(jìn)行了修正，有助于學(xué)生更加直觀的理解知識點內(nèi)容.例如，在ATP和ADP相互轉(zhuǎn)化示意圖中，標(biāo)注信息“ATP分子末端的高能磷酸鍵斷裂釋放能量”修正為“ATP分子水解，末端的磷酐鍵斷裂，通過基團轉(zhuǎn)移提供能量”，圖片較舊教材更能體現(xiàn)能量釋放的機制，即基團的轉(zhuǎn)移帶來能量的轉(zhuǎn)換這一本質(zhì)；在光合作用示意圖中，[H]的功能由“供氫”變化為“供氫、供能”；在細(xì)胞有氧呼吸過程示意圖中，不再強調(diào)丙酮酸是重要的中間產(chǎn)物，因為有氧呼吸是一系列復(fù)雜的酶促反應(yīng)，反應(yīng)過程中會有很多化學(xué)物質(zhì)的變化；新教材對色素的吸收光譜曲線圖細(xì)化了橫坐標(biāo)數(shù)值，由400nm改為380nm，補充了縱坐標(biāo)的標(biāo)注“吸光率%”，增加了類胡蘿卜素的吸收光譜曲線.

綜上所述，新教材在繼承舊教材編排的基礎(chǔ)上，緊扣新標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行了完善，有助于學(xué)生開展自主學(xué)習(xí)，進(jìn)行自我發(fā)展.同時，作為一線教師，研究教材變化的具體細(xì)節(jié)，深層次理解其蘊意，有助于更好地挖掘教材之價值，傳達(dá)教材之精神.