上海版《生命科学》的必修模块内容,主要是从微观和宏观两大方面引导学生学习和掌握生命科学最基本的概念、原理、理论以及相关知识在实践中的应用。其中,“分子与细胞”立足于从细胞水平乃至分子水平上阐述生命的本质;“遗传与进化”不仅从微观上阐述生命的延续性,而且立足于整个生物界及其多样性,从宏观上阐述生命的发展过程、原因和结果;“稳态与环境”则从宏观上阐述生命系统通过自我调节机制使其保持稳态并适应外界环境,以及生态系统通过自动调节作用使其结构与功能达到和谐与统一。因此,三个共同必修模块构成一个相对完整的知识体系。
培生版《生物学》的指导思想则是以学生为中心,重视学生全面素质的培养。教材内容具有开放性,重在通过实验培养学生的探究意识和科学素养。
通过两国教材知识点的对比发现,美国教材在高中阶段讲的知识点要比中国教材多很多。虽然从表面上看,中国教材知识点少,但美国教材的很多知识点都在中国初中教材上有所体现,如培生版《生物学》中的第六单元“从微生物到植物”、第七单元“动物”、第八单元“人体系统”在国内是初中教材中的内容。可以说,美国高中生命科学教材的知识点是中国初中和高中生命科学教材知识点的总和。
(一)中国教材知识体系组成
上海版《生命科学》前三册的必修教学内容如表3-2。
表3-2 上海版《生命科学》前三册必修教学内容
这三册的关系是螺旋式上升的,学生只有在了解第一册的生命的基础后才能学习第二册生命的信息传递和稳态与环境的内容。
(二)美国教材知识体系组成
培生版《生物学》没有选修和必修之分,也没有分册,而是分单元设置,如表3-3所示。整本书共8个单元,35章。8大单元分别为:生命的本质、生态学、细胞、遗传、进化、从微生物到植物、动物、人体系统。按照从宏观到微观再宏观的线索,前5个单元层层递进,后面的动植物和人类单元则以前5个单元的内容基础来展开。
表3-3 美国培生版《生物学》内容
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(三)中美教材知识体系的相同与不同之处
相同之处:
两者在三大部分:细胞、遗传、生态方面都是遵从生命科学的分类。细胞是从细胞基本组成—细胞的结构—细胞的物质传递—细胞的生命历程为主线讲述;遗传是从孟德尔定理—减数分裂—DNA与基因—基因表达—基因突变与人类遗传病—基因工程为线索进行讲述;生态学方面都讲述了人的内环境与生态系统的稳态。可以看出国内的教材和美国的教材都以生命的物质结构内容为基础,来学习其他知识,符合生命科学学习规律。
另外一个共同点是,两版教材在第一章都介绍了“什么是生命科学”和“生命科学的研究方法”,让学生理解本学科的内容、研究方法,形成良好的科学态度,利用科学方法来思考学习上、生活上遇到的问题,增强学生适应社会的能力。
不同之处:
1.最大的不同是培生版《生物学》的知识更加详实,将生态、微生物、植物、细胞、遗传、演化、无脊椎动物、脊椎动物、人体系统等生命科学可以涵盖的方面基本囊括其中,以“全”取胜,全面展示了生命科学的面貌。知识的呈现在每一个方面按发现的历史,像故事一样娓娓道来,如遗传学从这一单元的开始就划出主线,让读者一目了然。中美教材在知识内容选取的范围上也有很大差别。培生版《生物学》的内容范围较广,包括了国内高中必修部分的所有内容,另外还多了许多国内高中没有的内容,如第一单元的生命的本质里的生物学、第六单元的从微生物到植物、第七单元的动物、第八单元的人体系统。美国的教材基本涵盖了生命科学的所有内容,而国内教材则把这部分内容放在了初中阶段。美国大部分初中学生学习的是综合科学,对生命科学学科知识并没有深入的了解,所以高中的生命科学学科知识面比较广,以求高中学生全面地了解生命科学知识,为大学读与生命科学有关的专业做准备。
2.培生版《生物学》更加重视科学发现与验证过程。教材中用大量笔墨详细地说明了科学的证明过程与思维方法,将科学的过程性、机理性、方法性讲述得非常全面。教材厚重,内容更加详实,既是教科书,也有读物的性质,让读者阅读更加有趣味。从表面上来看,培生版《生物学》非常厚重,多达一千多页,文字叙述也非常多,但更好地展示了科学发现的整个过程。如讲述孟德尔遗传定律时,教材从孟德尔成功原因—单因子交杂实验—基因型表现性—孟德尔的双因子杂交试验—p方阵,虽然上海版《生命科学》也是按着这样的思路,相比之下,培生版《生物学》更像是实验者的整个实验记录,而上海版《生命科学》更像是已经发表了的论文。
3.上海版《生命科学》更注重教材内部之间的逻辑性。开始阶段以分子与细胞为基础,后续讲述遗传与生态,在学习完基础知识之后又有各项实验的进一步学习,其他的知识按相关联性穿插在里面。培生版《生物学》相比之下逻辑性没有这么明显,先宏观再微观,先植物、动物后生物,按学生可以直观感受到的程度进行编排。
4.编写体系的侧重不同。上海版《生命科学》更加基础,注重知识的指导作用,探究的目的也是为了更好地掌握与了解知识,培养能力。第一册细胞与分子整一册都是在向学生讲述生命科学的基本知识,并且在后续学习中这部分基础知识非常重要。培生版《生物学》更加体现以活动为中心,为了探究而探究,内容广而不难,全而不偏,形式多样,并且在教材的指导下就可以了解到要学的基本内容。
5.教材内容的弹性不同。所谓教材内容的弹性即存在一定的选择性,无论是教师还是学生都有教或学的自主选择权。教材中必学与选学和参考阅读是体现教材弹性的重要方面。选学的部分一般与必学内容相关联,能够激发学生兴趣,提高认识水平,深化与延展相关的知识,如科学前沿、科学家的故事、科学·技术·社会、生物与其他学科的知识,涉及化学、数学、物理等,为学有余力的学生课外参考阅读提供方向。以上海版《生命科学》第一册与培生版《生物学》中的分子与细胞为例。上海版《生命科学》中分子与细胞一共有阅读、资料分析、选读的内容18篇(遗传与进化有23篇,环境与稳态有7篇)。培生版《生物学》中分子与细胞的关于其他学科的综合知识、与生物相关的职业、科学发现、生物与技术有17篇,涉及的内容非常广泛。可见两国对教材内容的弹性都很重视。
6.教材参考涉及范围不同。上海版《生命科学》中参考阅读涉及的内容一般是与应用和相关知识有关,一般内容较简单,读者较容易理解。而培生版《生物学》涉及的内容则比较深入,需要仔细阅读或者参阅其他资料辅助。如同样讲述细胞呼吸,上海版《生命科学》给出的延伸阅读是分析细胞呼吸原理的应用,培生版《生物学》中的延伸阅读则是将柠檬酸循环列出。
7.教材栏目形式不同。培生版《生物学》的栏目设置形式多样,而且富有启发性和指导性,包括本节聚焦、词汇、词源、学习指导、谜题线索、数据分析、视觉类比和视觉总结,在每章节后还有科技与生物、生物与历史,生物与职业,生物与社会栏目。
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