新舊人教版高中生物學教材插圖比較研究

張夢竹　邸云升　郭成

摘 要：本研究以人教版高中生物學（必修1）2019和2007版教材中共有的插圖為研究對象，探討新版教材的插圖改進對培養(yǎng)學生生物學科核心素養(yǎng)的作用。通過對比發(fā)現(xiàn)，新版教材插圖在色彩運用、圖片大小、圖片清晰度、圖形立體度及圖片排版、圖片內容等方面更有利于幫助學生提高學習興趣、構建生命觀念、培養(yǎng)審美情趣，從而提升學生的生物學科核心素養(yǎng)。

關鍵詞：人教版;高中生物;教材;插圖;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G420? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2022）04-0047-05

插圖是教材的重要組成部分，能夠豐富教材的閱讀層次和內容，我國學者崔軍和任大吉認為插圖對于教材有多種作用。首先，插圖可以激發(fā)學生的學習興趣，有利于提升閱覽速度;其次，插圖豐富學習活動的樂趣;再次，插圖可以通過調動學生的非認知因素來拓展想象并加深理解，進而促進記憶的整體性;同時，插圖還能為教材增加動感，將不便于用文字傳達內容用生動的圖片方式表現(xiàn)出來[1]。高中生物學教材插圖一方面是生物學信息傳遞的媒介，另一方面也是學生吸收、理解知識的助力，能夠在提高學生讀圖技能的同時幫助其構建良好的生命觀，最終達成對學生生物學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[2]。在課堂中運用插圖教學，不僅可以用學生感興趣的方式導入新課、激發(fā)學習興趣，有時也能借用插圖輔助學生記憶重點，突破知識難點，鋪設知識網(wǎng)絡，在某些情況下還能進行情感教育[3]。在課標的指導下，人民教育出版社出版了2019年版新教材。新版教材沿用了2007年舊版教材中的諸多插圖，同時對這些插圖做了多方面改進，以適應課標以核心素養(yǎng)為宗旨的基本理念。本研究以新、舊兩版必修1（分子與細胞）教材中共有的部分插圖為研究對象，探討新版教材的插圖改進對培養(yǎng)學生生物學科核心素養(yǎng)的作用。

1 封面插圖的比較

學生了解教材始于封面，封面插圖是教材藝術性和科學性在融合之后的濃縮表達，能夠表達教材的中心思想，因此封面插圖的重要性不言而喻。封面插圖借助兩點抓住學生的注意力，一是主色體系，二是主題圖形。

1.1 主色體系的比較

色彩能夠傳達信息也能夠表達感情，不同的色彩能調動人們不同的感覺、記憶、想象和情緒等。

如圖1所示，新版教材封面主色為綠色和藍色，綠色使人聯(lián)想到欣欣向榮的樹木、花草，讓人感到青春、靜謐、舒適，不同明度的綠色搭配在一起使人感覺到振奮和自然;藍色往往讓人想起廣闊的天空和清涼的流水，同綠色一樣是使人振奮的顏色。舊版教材的主色為橙色和黃色，鮮明的橙色通常是水果圖案的基礎色調，是歡快與活力的象征;黃色讓人聯(lián)想到廣袤的大地，是最活潑的色彩，也最引人注意，既能夠令人亢奮，也易讓人產生焦慮感[4]。

對比新舊教材封面的主色體系，新版教材的藍、綠色系更能體現(xiàn)自然界安寧祥和、生機盎然的美感，讓人振奮，又不會像橙黃色系易使人產生焦慮，因此能增加學生學習的耐性，讓學生善學、樂學。

1.2 主題圖形的比較

兩版教材封面的主題圖形都是磷脂雙分子層的結構模式圖，見圖1，圖中糖被、蛋白質、磷脂分子、細胞骨架絲等結構清晰可見，很好地體現(xiàn)了“膜是鑲嵌的”這一概念，具有極強的知識表達性，兼具知識性與美感，并且十分符合教材“分子與細胞”的主題。兩版圖形大體相同，但也存在細微差別。

（1）新版圖形是舊版圖形的“放大版”，兩層磷脂分子之間的空間感表現(xiàn)得更加明顯，其他結構也更清晰。（2）舊版圖形的磷脂雙分子層線條較為平直，新版圖形的磷脂雙分子層則增強了曲線感，更能體現(xiàn)出“膜是流動的”這一概念，使得該模型更具有生命感。（3）舊版圖形的寡糖鏈是統(tǒng)一的綠色，細胞骨架絲是統(tǒng)一的紫色，而新版圖形運用了更多的色彩來表現(xiàn)分子的不同，比如不同的寡糖鏈分別采用了綠色、藍色、粉色來呈現(xiàn)，不同的細胞骨架絲采用了綠色、橙色、紫色來呈現(xiàn)，色彩的多樣化體現(xiàn)了細胞內分子的多樣化，有助于學生理解細胞內的微觀世界。（4）新版圖形中的磷脂分子模型巧妙地運用了撞色（對比色搭配）來表現(xiàn)頭部和尾部的區(qū)別，磷脂分子的頭部采用了能讓人聯(lián)想到流水的藍色表現(xiàn)它的親水特性，尾部則采用了能讓人想起大地的黃色來表現(xiàn)其疏水特性，而且黃色象征活力，體現(xiàn)了磷脂分子能在膜內移動，有助于學生理解“膜是流動的”這一概念，藍色與黃色的撞色不僅能加強學生對磷脂分子特性的記憶，還有助于學生審美的提升。（5）舊版圖形相對扁平、二維化，寡糖鏈用細線連接的扁平六邊形表示，磷脂分子模型和蛋白質分子模型只在顏色上做了漸變處理，立體感較弱，而新版教材的寡糖鏈將六邊形替換為扁六棱柱，磷脂分子模型、蛋白質分子模型在漸變色的基礎上增加了高光與陰影處理，加強了立體感，整個模型更加細膩有張力，能給學生留下更深刻的印象。整體來看，新版教材封面插圖在空間感、曲線感、色彩豐富度、配色構思、立體度五個方面都優(yōu)于舊版教材封面插圖，然而后者有一點卻比前者嚴謹，就是磷脂分子的結構。磷脂分子的疏水尾部由兩條脂肪酸鏈構成，其中有一條不飽和脂肪酸鏈分子中含有雙鍵，使得這條長鏈在空間結構上有彎曲，如圖2所示。因此磷脂分子模型的尾部應有一條直鏈、一條曲鏈，舊版封面插圖中體現(xiàn)出了這一點而新版封面插圖對此沒有體現(xiàn)。

教材封面主題圖形保留了原有的知識性強的特點，同時更加生動，既有利于學生通過封面圖迅速了解教材知識的主題，又有利于學生審美情趣的提升，并使教材與生命的聯(lián)系更加緊密，有利于學科特點的體現(xiàn)。

2 目錄插圖的比較

新、舊版高中生物必修1教材將知識劃分為六章，目錄部分在每一章旁邊都附有一張插圖，兩版教材的目錄插圖從呈現(xiàn)方式到圖片內容都各有區(qū)別。

2.1 目錄插圖呈現(xiàn)方式的比較

如表1所示，舊版教材的目錄插圖為長方形，傾斜放置，插圖外有卡通膠片樣式的寬邊框，每張圖的邊框顏色各不相同。新版教材的目錄插圖為圓形，插圖外有簡約的圓形窄邊框。

教材插圖選用的表現(xiàn)形式與運用方式，需要與學習者的整體年齡特征、心理發(fā)展規(guī)律及認知發(fā)展程度相統(tǒng)一。例如小學和初中低年級教科書插圖選用卡通漫畫的形式可以充分激發(fā)學習者的學習興趣，而初中高年級的教科書卻不適合過多選用[5]。因此新版教材目錄插圖的簡約設計更適合高中學生，輕量化的形式更能突出插圖的重要內容，有利于學生通過目錄插圖迅速提取各章信息概要，對學生審美情趣和信息意識的培養(yǎng)提供助力。

2.2 目錄插圖內容的比較

新、舊兩版教材的章標題相同，而各章目錄插圖內容有了很多改變，部分插圖內容的變化鮮明地體現(xiàn)了生物學科核心素養(yǎng)的要求。

第1章“走近細胞”的插圖由植物細胞顯微圖片改為了實驗員使用顯微鏡的圖片，突出了顯微鏡操作的重要性，符合課標對“教學過程重實踐”的要求。生物學學習中對微觀世界的觀察需要使用顯微鏡，因此學會操作顯微鏡是發(fā)展學生科學探究能力的必要一環(huán)，新版教材的目錄插圖體現(xiàn)了對這方面的重視。

第2章“組成細胞的分子”的插圖由蛋白質分子的2D示意圖改為了3D渲染圖，模型更具立體感和空間感，能夠讓學生在認識蛋白質結構復雜性的基礎上理解生命的復雜性，形成科學的生命觀念。

同樣體現(xiàn)生命觀念的還有新版教材第5章的目錄插圖。舊版教材在這一章的目錄插圖為ATP與ADP相互轉化的文字圖解，葉綠體結構模式圖浮于其上;新版教材的插圖則改為進行光合作用的葉綠體內物質和能量變化的示意圖。顯然新版教材的插圖更有助于學生形成物質與能量觀、結構與功能觀的生命觀念。

3 正文插圖的比較

教材正文插圖的變化有很多，本研究聚焦于圖表色彩協(xié)調化、原有插圖清晰化、插圖視覺立體化和插圖排版優(yōu)化。

3.1 圖表色彩協(xié)調化

以第2章第1節(jié)“細胞中的元素和化合物”中的圖表為例，舊版教材的餅狀圖采用了高飽和度色彩，并運用了強烈的對比色，容易讓人產生視疲勞，新版教材的餅狀圖采用了低飽和度冷色系色彩，視覺上令人感到舒適、不傷眼。

舊版教材的表格采用了三種不同色系的顏色將表分為三個區(qū)域，新版教材的表格采用了同色系三種明度不同的藍色將表格分為表頭和表身兩個區(qū)域，簡單大方，符合高中階段學生的心理特征。

新版教材的圖表色彩更加調和，設計更加簡約，減少了分散學生注意力的因素，增加了可讀性，利于學生理解圖表內容，從而提高觀察分析能力，也有利于學生審美能力的提升。

3.2 插圖清晰化

新版教材與舊版教材的部分插圖內容一致，但對這些插圖做了清晰化處理。

例如“細胞中的糖類和脂質”一節(jié)中的動物脂肪細胞染成橘黃色的插圖、“細胞膜的結構和功能”一節(jié)中的原始海洋景觀圖、“被動運輸”一節(jié)中的滲透現(xiàn)象示意圖與植物細胞質壁分離圖、“光合作用與能量轉化”一節(jié)中的恩格爾曼的實驗示意圖、“細胞的分化”一節(jié)中的植物體的不同細胞圖與胡蘿卜組織培養(yǎng)示意圖及骨髓中造血干細胞分化圖、“細胞的衰老和死亡”一節(jié)中的端粒圖與胎兒手的發(fā)育圖等，都做了放大或清晰化的處理，這些清晰的圖片更能增加閱讀的舒適度和對學生的吸引力。

3.3 插圖立體化

例如“蛋白質是生命活動的主要承擔者”一節(jié)，由氨基酸形成血紅蛋白的示意圖，舊版教材氨基酸和多肽鏈都是平面圖形，蛋白質立體感不強，而新版教材的氨基酸和多肽鏈是明顯的三維圖形，蛋白質的立體感更強、更形象，利于學生理解蛋白質的空間結構。

再如“被動運輸”一節(jié)中的成熟植物細胞模式圖，如圖3所示，相比于舊版教材的平面圖形，新版教材中該模式圖更立體，明顯突出了液泡結構，細胞質中其他細胞器的漂浮感更強。三維的模式圖不僅更形象，還有利于鍛煉學生的觀察力，讓學生通過仔細觀察圖片了解植物細胞的基本結構。

3.4 插圖排版優(yōu)化

插圖排版的優(yōu)化主要體現(xiàn)在教材的幾處模式圖中，如“細胞是生命活動的基本單位”一節(jié)中的生命系統(tǒng)結構層次模式圖、“細胞器之間的分工合作”一節(jié)中的動植物細胞亞顯微結構模式圖、“細胞的增殖”一節(jié)中的植物細胞有絲分裂過程模式圖，等等。

以生態(tài)系統(tǒng)的結構層次模式圖為例，如圖4所示，舊版教材采用單頁排版，從右向左呈U形展示了以動物為例的生命系統(tǒng)結構層次;新版教材采用對開排版，從左下至右上展示了生命系統(tǒng)結構層次，這種排版使內容在視覺上更加平衡連貫，層次上更加清晰明朗，視覺誘導性更強，容易抓住學生的注意力，增加學生的閱讀興趣;另外增加了植物體結構層次的內容，并用竹林與熊貓的漫畫巧妙地傳達了生物與生物、生物與環(huán)境之間相互依賴、相互影響的觀點，將抽象生命系統(tǒng)的結構層次概念轉化為有趣味的視覺信息，有利于學生建立生態(tài)系統(tǒng)的概念以及樹立生命觀念。

3.5 插圖解說優(yōu)化

新版教材對插圖的解說優(yōu)化，一方面體現(xiàn)在圖注上，如細胞膜結構的電鏡照片，新版教材在圖注中標注了放大倍數(shù)（放大400000倍），能讓學生更加直觀地感受到細胞的微小以及細胞膜結構的精密;另一點體現(xiàn)在插圖的圖文結合方面，如植物細胞有絲分裂過程的模式圖，舊版教材用小圖展示了有絲分裂各個時期，并用大段文字進行解說，新版教材該模式圖，如圖5所示，放大了近五倍且采用對開排版，并在圖中標注了核膜、染色質、紡錘絲、子染色體、細胞板等結構，令細胞分裂這一復雜的過程更加具象化，新版插圖在分裂各個時期圖片下方，還用小字標注了本時期的特點，這種圖文結合的設計不僅增強了插圖的表現(xiàn)力，而且降低了學生的閱讀難度，有利于學生理解植物細胞有絲分裂的過程。另外還優(yōu)化了真實細胞分裂各時期的顯微照片，并與模式圖一一對應，便于鍛煉學生的抽象思維。

3.6 增加插圖底色

新版教材為許多插圖增加了底色，如“細胞的多樣性和統(tǒng)一性”一節(jié)中的大腸桿菌細胞模式圖、“蛋白質是生命活動的主要承擔者”一節(jié)中的蛋白質功能舉例圖、“細胞膜的結構和功能”一節(jié)中的細胞膜結構模型示意圖、“細胞器之間的分工合作”一節(jié)中的動植物細胞亞顯微結構模式圖等。插圖底色的運用能夠吸引學生的視線，同時增強插圖的立體感、突出插圖主體的內容，增強插圖的表現(xiàn)力。

3.7 概念插圖精確化

新版教材表達概念的插圖較舊版教材更為精確，以“蛋白質是生命活動的主要承擔者”一節(jié)中的氨基酸脫水縮合示意圖為例。舊版教材用紫色塊輔以虛線框表示“縮合”，色塊內包含一個氨基酸的羧基和另一個氨基酸的氨基，虛線框內包含羧基中的氫氧根和氨基中的一個氫原子，用以表示縮合過程中產生的水分子的由來;另外用綠色塊表示肽鍵，色塊內包含—NH—CO—結構;在新版教材中，縮合過程不再用色塊做特殊標注，只用虛線框框住—OH和—H，肽鍵則精確地用箭頭指向了連接兩個氨基酸分子的化學鍵，另外新版教材用藍色標記了—OH、—H、H2O分子及肽鍵，有利于學生把握脫水縮合知識的要點和特性，理解氨基酸與肽鏈之間的關聯(lián)性。

可見新版教材的氨基酸脫水縮合示意圖對概念、術語的闡釋更為精確，體現(xiàn)了科學之美，有利于學生對脫水縮合過程的理解以及對概念的建構，便于學生理解抽象概念的內涵與外延，鍛煉了學生抽象與概括的科學思維。

3.8 實驗插圖精美化

例如實驗“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”中顯微鏡的操作方法圖，如圖6所示。同樣內容的四幅實物照片，新版教材改變了取景角度，優(yōu)化了照片構圖，精簡了圖片背景，放大了圖片大小，突出了顯微鏡的操作要點，便于學生對照插圖檢查自己的操作是否規(guī)范，進而掌握操作知識;本實驗中的大腸桿菌電鏡照片、大腸桿菌結構模式圖在新版教材中被替換成了大腸桿菌掃描電鏡照片（放大10000倍）、大腸桿菌投射電鏡照片（放大12000倍），內容更加真實、直觀，能夠拓寬學生的視野，且標注了放大倍數(shù)，利于學生理解細菌的真實大小。

例如實驗“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動”中的高倍顯微鏡下葉綠體的插圖，新版教材替換為高倍顯微鏡下黑藻的葉綠體（放大1000倍），圖片更大更清晰，且黑藻細胞染色較深，便于學生觀察細胞壁、葉綠體的結構。

再例如實驗“探究酵母菌細胞呼吸的方式”中的實驗裝置圖，舊版教材插圖使用簡單線條勾勒裝置外形，新版教材則將插圖立體化，更有真實感，能夠引起學生的閱讀興趣。

綜上所述，新版教材插圖在色彩運用、圖片大小、圖片清晰度、圖形立體度及圖片排版、解說等方面更符合學生的心理特征與閱讀習慣，能夠更好地抓住學生的注意力，有利于培養(yǎng)學生的讀圖能力與審美情趣，提高學生的生物學科核心素養(yǎng);新版教材插圖的內容更加豐富，與知識的聯(lián)系更加緊密，能加深學生對概念的理解，幫助學生建立完整的生命觀念，彌補了舊版教材插圖的不足。教師在教學時可充分利用新版教材插圖的優(yōu)點，增加生物教學的直觀性，發(fā)揮學生的想象力，發(fā)散學生的思維，提高學生的學習興趣，幫助學生構建知識與生活的橋梁，讓學生學有所樂、學有所得。

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參考文獻：

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收稿日期：2022-01-21

通訊作者：郭成，教授，碩士生導師，赤峰學院化學與生命科學學院。

基金項目：赤峰學院一流學科建設項目（CFXYYLXKB202102）;內蒙古自治區(qū)一流建設專業(yè)項目