中美高中生物學(xué)教材中“轉(zhuǎn)錄和翻譯”部分的對比分析

石帥 王威

摘 ? 要：文章從教材中的位置、設(shè)計(jì)思路、欄目設(shè)置、類比語言和課后習(xí)題等方面，對中美高中生物學(xué)教材中“轉(zhuǎn)錄和翻譯”部分的內(nèi)容進(jìn)行對比分析。美國教材注重知識本身的邏輯順序，有利于學(xué)生理解并構(gòu)建完整的知識體系，但存在專業(yè)程度高，部分概念過難的情況；中國教材重視問題情境的創(chuàng)設(shè)，利用問題串層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生思考，但對部分概念進(jìn)行了簡化處理。因此，中國教材更符合現(xiàn)階段中國學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，美國教材可以作為拓展課堂內(nèi)容的重要參考。

關(guān)鍵詞：高中生物學(xué)；中美教材；教材對比

2019年，基于《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》的相關(guān)要求，我國發(fā)行了各版本的高中生物學(xué)新教材[ 1 ]?！稗D(zhuǎn)錄和翻譯”是基因表達(dá)的重要環(huán)節(jié)，該過程是高中生物學(xué)科重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容。本文選擇我國普通高中教科書人教版2019年版生物學(xué)《必修2·遺傳與進(jìn)化》（以下簡稱中國教材）和美國主流理科教材《生物·生命的動力》（以下簡稱美國教材）進(jìn)行比較分析[ 2-3 ]。通過分析中美教材對同一知識的呈現(xiàn)方式，取長補(bǔ)短，以期為一線生物學(xué)教師進(jìn)行教材分析，拓展課堂內(nèi)容提供參考。

1 ?教材中的位置對比

我國教材把“轉(zhuǎn)錄和翻譯”設(shè)置在必修2第4章第1節(jié)“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”，美國教材把“轉(zhuǎn)錄和翻譯”設(shè)置在第6單元第18章第2節(jié)“從DNA到蛋白質(zhì)”。雖然教材整體編排存在差異，但是中美教材都把“轉(zhuǎn)錄和翻譯”設(shè)置在“DNA的結(jié)構(gòu)和基因本質(zhì)”與“基因突變”之間。這種設(shè)置不僅符合生物學(xué)科知識的內(nèi)在邏輯，還符合高中生的認(rèn)知規(guī)律。因?yàn)閷W(xué)生在學(xué)習(xí)過DNA的結(jié)構(gòu)和基因本質(zhì)，自然而然會產(chǎn)生“基因是如何發(fā)揮作用”的疑問，順勢介紹“轉(zhuǎn)錄和翻譯”的詳細(xì)過程，并為學(xué)生理解“基因突變”做好鋪墊，比如本節(jié)出現(xiàn)的三聯(lián)體密碼子是理解移碼突變的重要知識基礎(chǔ)。

2 ?設(shè)計(jì)思路對比

在導(dǎo)入部分，我國教材借助侏羅紀(jì)公園的科幻背景，以探討“能否利用DNA復(fù)活已滅絕的生物”導(dǎo)入新課。美國教材以制作折疊式學(xué)習(xí)卡的課堂活動導(dǎo)入新課。我國教材采用了創(chuàng)設(shè)情境、思考問題的導(dǎo)入形式，其中電影《侏羅紀(jì)公園》的部分簡介和恐龍圖片更加貼近學(xué)生的課余生活，有利于激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。雖然美國教材組織學(xué)生參與制作折疊式學(xué)習(xí)卡的活動，但該活動在教材的其他章節(jié)也有重復(fù)出現(xiàn)，新穎度和趣味性有待提升。

在正文部分，我國教材把“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成”劃分為三部分：第一部分為遺傳信息的轉(zhuǎn)錄，包括RNA和DNA的區(qū)別、RNA的種類、轉(zhuǎn)錄的概念和過程。第二部分為遺傳信息的翻譯，包括堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系、密碼子的概念和特點(diǎn)、反密碼子的概念、tRNA的結(jié)構(gòu)和功能、翻譯的概念和過程。第三部分為中心法則，根據(jù)生物科學(xué)研究的最新成果，在轉(zhuǎn)錄和翻譯的基礎(chǔ)上對遺傳信息的流向進(jìn)行了補(bǔ)充，并形成中心法則圖解。美國教材沒有明顯的板塊劃分，而是按照基因與蛋白質(zhì)、RNA、轉(zhuǎn)錄的概念和過程、RNA加工、遺傳密碼、翻譯的概念與過程的順序進(jìn)行展開。

通過比較發(fā)現(xiàn)：我國教材以問題串的形式層層推進(jìn)，比如“遺傳信息的轉(zhuǎn)錄”按照“RNA是什么物質(zhì)？為什么RNA適于作DNA的信使呢？DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的？”問題串的邏輯順序進(jìn)行展開；“遺傳信息的翻譯”則按照“堿基與氨基酸之間的對應(yīng)關(guān)系是怎樣的？游離的氨基酸是怎樣被運(yùn)送到合成蛋白質(zhì)的生產(chǎn)線上的呢？”問題串的順序展開。這種編排有利于引導(dǎo)學(xué)生基于問題進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究素養(yǎng)。美國教材沒有設(shè)置推進(jìn)式的問題串，而是按照知識的邏輯順序進(jìn)行展開，這種編排有利于體現(xiàn)知識的系統(tǒng)性和聯(lián)系性，有利于學(xué)生理解并構(gòu)建完整的知識體系[ 4 ]。

此外，我國教材在闡述翻譯過程之后，介紹了一個mRNA分子上結(jié)合多個核糖體的現(xiàn)象，并結(jié)合科學(xué)發(fā)展史對中心法則進(jìn)行詳細(xì)闡述。而美國教材在介紹轉(zhuǎn)錄過程之后，講解了RNA的加工處理過程，并穿插了內(nèi)含子和外顯子的概念。由此可見，中美生物學(xué)教科書對同一內(nèi)容有著不同的側(cè)重點(diǎn)。為了降低學(xué)習(xí)難度，我國教材對內(nèi)含子和外顯子等復(fù)雜概念進(jìn)行了刪略處理。為了凸顯生命的信息觀，體現(xiàn)科學(xué)不斷發(fā)展的特點(diǎn)，我國教材對中心法則進(jìn)行了詳細(xì)論述。與類似科學(xué)論文的美國教材相比，我國教材更加符合我國學(xué)生的學(xué)情，易于學(xué)生理解。

3 ?欄目設(shè)置對比

為了對正文內(nèi)容進(jìn)行解釋和拓展，中美教材都設(shè)置了各種各樣的欄目。本文對中美教材中“轉(zhuǎn)錄和翻譯”部分的欄目設(shè)置進(jìn)行梳理，如表1所示。

從欄目設(shè)置可以看出中美教材均以學(xué)習(xí)目標(biāo)或本節(jié)聚焦的形式，指明本節(jié)的學(xué)習(xí)方向，均有思考討論或技能實(shí)驗(yàn)欄目引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考。但二者欄目設(shè)置也存在以下差異：美國教材有重要術(shù)語的復(fù)習(xí)和介紹，注重前后知識的聯(lián)系，而我國教材通過想象空間、相關(guān)信息等欄目對正文內(nèi)容進(jìn)行了擴(kuò)充說明，并重視生物科學(xué)史的獨(dú)特教育價值，在正文以及生物科學(xué)史話欄目均有體現(xiàn)。

4 ?類比語言對比

由于轉(zhuǎn)錄和翻譯都是發(fā)生在分子層面的過程，學(xué)生在日常生活中很難有相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的積累，所以本節(jié)內(nèi)容是高中學(xué)生的認(rèn)知難點(diǎn)。為了幫助學(xué)生理解和建構(gòu)相關(guān)概念，中美教材都采用類比方法，把復(fù)雜概念類比為學(xué)生生活中的事物或現(xiàn)象，化抽象為具體，但二者在喻體的選擇上略有不同。在介紹轉(zhuǎn)錄過程時，我國教材把細(xì)胞核比作司令部，把細(xì)胞質(zhì)比作戰(zhàn)場，把DNA比作司令，把RNA比作信使；而美國教材把DNA比作工程師的指令，把RNA分子比作工人，把蛋白質(zhì)合成過程比作汽車裝配流水線。在介紹翻譯過程時，我國教材把核糖體比作裝配機(jī)器，mRNA與核糖體結(jié)合成蛋白質(zhì)生產(chǎn)線，tRNA是把氨基酸搬運(yùn)到生產(chǎn)線上的搬運(yùn)工；而美國教材把細(xì)胞質(zhì)比作生產(chǎn)工廠，把核糖體比作裝配線，把mRNA比作攜帶工程師指令的工人，把tRNA比作零配件供應(yīng)工人。我國教材根據(jù)轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程特點(diǎn)，選擇不同的喻體，有利于輔助學(xué)生理解抽象過程。美國教材關(guān)于本體和喻體的敘述龐雜，不利于學(xué)生的理解。因此，教材運(yùn)用類比法進(jìn)行敘述時，應(yīng)該保證文字的簡潔性和可讀性。

5 ?課后習(xí)題對比

我國教材的課后習(xí)題包括2道判斷題、1道選擇題、1道拓展問答題，共4道題目。4道題覆蓋了轉(zhuǎn)錄的過程、密碼子與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系、翻譯的過程等知識點(diǎn)，注重對生物學(xué)基礎(chǔ)知識的考查，并通過拓展問答題考察學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的理解程度和遷移運(yùn)用能力。美國教材課后題共6道問答題，6道題覆蓋了轉(zhuǎn)錄的過程、密碼子的概念、tRNA的作用、翻譯的過程等知識點(diǎn)。這些題目既測試了學(xué)生對基礎(chǔ)概念的記憶水平，也考察了學(xué)生對過程模型的理解應(yīng)用水平。美國教材的課后習(xí)題設(shè)置與國內(nèi)高校生物教材的課后復(fù)習(xí)題相似，并且知識覆蓋面和測試效果優(yōu)于我國教材的選擇題和判斷題。選擇題和判斷題等客觀題適于考試中應(yīng)用，可以提高閱卷速度，但不適合作為課后習(xí)題的主要類型[ 5 ]。

6 ?小結(jié)

研究發(fā)現(xiàn)，中美教材“轉(zhuǎn)錄和翻譯”部分在教材中的位置、設(shè)計(jì)思路、欄目設(shè)置、類比語言、課后習(xí)題等方面存在一定差異。美國教材注重知識本身的邏輯順序，有利于學(xué)生理解并構(gòu)建完整的知識體系，但存在專業(yè)程度高，部分概念過于復(fù)雜的情況；我國教材重視學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，利用問題串層層推進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，但為了降低學(xué)習(xí)難度，對內(nèi)含子和外顯子等復(fù)雜概念進(jìn)行了簡化處理?？傊瑑煞N教材各有所長，而我國教材更符合現(xiàn)階段我國學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，美國教材可以作為拓展課堂內(nèi)容的重要參考。一線生物學(xué)教師需要深入分析課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生情況，把美國教材的有益之處運(yùn)用到教學(xué)中。

參考文獻(xiàn)：

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