代　青　姜鳳萍

(1.東北師范大學教育學部，吉林 長春 130024；2.北華大學教育科學學院，吉林 吉林 132013)

中美高中生物教材“生態(tài)學”部分的比較研究

代青姜鳳萍

(1.東北師范大學教育學部，吉林 長春 130024；2.北華大學教育科學學院，吉林 吉林 132013)

[摘要]生態(tài)學在整個高中生物學中占到了相當大的比重，中美高中生物教材“生態(tài)學”部分的比較對我國借鑒國外生物教材的編寫經(jīng)驗從而發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢具有重要意義。本文從編寫依據(jù)、組織結構、組織內(nèi)容這些方面來比較中美高中生物教材生態(tài)學部分的異同：美國教科書《生物·生命的動力》組織結構更清晰，知識點覆蓋面更廣，也更凸顯了生物教學中核心概念的重要性；我國人教版教科書教育內(nèi)容深度和難度相對較低，更加側重于引發(fā)學生思考。二者設計的實驗內(nèi)容都很貼近學生實際生活，滲透生態(tài)環(huán)境保護理念。但美國教材的實驗操作更易，蘊含了更多的科學素養(yǎng)。

[關鍵詞]高中；中美；生物課程；生物教材；比較研究

一、問題的提出

近年來，由于環(huán)境問題日益突出，世界各國越來越重視生態(tài)文明建設，生態(tài)學成為各個國家高中生物學教材的重要組成部分。生態(tài)學在整個高中生物學中占到了相當大的比重，因此中美高中生物教材“生態(tài)學”部分的比較，對我國借鑒國外生物教材的編寫經(jīng)驗從而發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢具有重要意義?，F(xiàn)階段，中美教材生態(tài)學部分的對比研究相對不多，而且教材比較主要側重于從宏觀角度分析，特別是對教材的知識體系編排、圖像系統(tǒng)、評價體系(習題)、學科綜合、與生物學相關職業(yè)、科學探究、實驗板塊等方面的綜合比較[1-5]；或者從一個較為重要的生物學教學方面出發(fā)如“STS教育”[6]“生物科學史教育”[7]等，分別比較中美教材在這一方面的主題以及呈現(xiàn)方式等。此外，教材的編寫依據(jù)是教材比較的基礎，而主要核心概念和規(guī)律的呈現(xiàn)方式更能反映教材編者的基本理念。[8]因此，本研究主要從編寫依據(jù)、組織結構、組織內(nèi)容等方面來比較中美高中生物生態(tài)學部分的教材。

二、研究方法

本研究主要采用內(nèi)容分析法，分析框架包括：編寫依據(jù)(課程標準的要求)、教材的組織結構、教材的編寫內(nèi)容(篇幅、知識點、核心概念、實驗)。

研究使用的中國教材是2004年人民教育出版社出版的《普通高中課程標準實驗教科書·生物》必修的部分，生態(tài)學分布在必修三；所使用的美國教材是2004年麥格勞—希爾教育出版社(The McGraw-Hill Companies，Inc)出版的《生物·生命的動力》(Biology·The Dynamics of Life)，生態(tài)學部分分布在第一冊。

三、研究結果

1.兩個版本教材生態(tài)學的編寫依據(jù)比較

美國教材的編寫依據(jù)是《國家科學教育標準》，是綜合科學標準。對生態(tài)學的要求分別從知識方面和教學方式上進行闡述，其標準涉及兩大部分：生命體的相互依賴性與生命系統(tǒng)中的物質(zhì)、能量和組織。美國的《國家科學教育標準》生命科學部分的內(nèi)容標準直接就是微觀標準指南。中國教材的編寫依據(jù)是《普通高中生物課程標準(實驗)》，其中涉及生態(tài)學的部分主要在穩(wěn)態(tài)與環(huán)境這一模塊，在模塊的基礎上又細分成各個主題，然后再分為微觀的具體標準。下面重點比較二者對生態(tài)學部分的要求。

表1　我國人教版高中生物教材有關生態(tài)學的編寫依據(jù)[9]

表2　美國《生命的動力》有關生態(tài)學的編寫依據(jù)[10]

從表2可看出中國的《普通高中生物課程標準(實驗)》更為概括，對知識的掌握程度也給出了參考，比如出現(xiàn)“列舉”、“描述”、“闡明”等表示學習程度的詞語，要求得比較具體、系統(tǒng)。而美國高中生物課程國家標準是將具體的核心知識一一列出，對核心知識的要求更高。就“標準”生態(tài)學部分的內(nèi)容而言，中國的課程標準更注重生態(tài)學基本概念、規(guī)律、模型的掌握，重點比較突出。而美國的課程標準涉及生態(tài)學的各個方面，非常具體，不僅解釋宏觀的生態(tài)學還解釋相關的微觀原理，這樣也就延展了知識系統(tǒng)。

2.兩個版本教材生態(tài)學的組織結構比較

美國的教材《生物·生命的動力》中生態(tài)學作為一個獨立的部分排在整本書的第二章，而第一章是生物學簡介。美國的教材以先總后分的結構進行組織，生態(tài)學最先介紹。與此形成鮮明對比的是，人教版教材的生態(tài)學部分位于高中生物必修3的最后，同時也是整套教材必修部分的最后。也就是說，美國教材認為生態(tài)學部分更易于學生掌握故放到前面介紹，這是根據(jù)學生的認知特點來安排順序的。而中國人教版的教材是由微觀到宏觀來組織的，先給學生構建起基本的生物認知元素，之后再去建構宏觀的生態(tài)大廈。

中美生態(tài)學部分的呈現(xiàn)在知識組織的結構上也有很大的區(qū)別。美國的教材中，生態(tài)學部分是一個獨立的單元，由單元首頁、章節(jié)和單元測評三部分組成。每一個章節(jié)又由章首頁、節(jié)、學科的綜合和章復習組成。每一節(jié)一般由本節(jié)預覽、正文內(nèi)容、與自然科學的綜合(或詞源)、技能實驗、迷你實驗、本節(jié)復習五部分組成。相比于美國教材，中國人教版以章為最大單位，每章由章首頁、若干節(jié)、本章小結和自我檢測四部分組成。每個小節(jié)又由問題探討、本節(jié)聚焦、小節(jié)正文、相關信息、小節(jié)練習組成。除此之外，課本中還穿插了很多擴展閱讀，包括“與生物相關的職業(yè)”和“科學·技術·社會”等，詳細介紹如表3所示。

表3　兩個版本教材生態(tài)學的組織結構比較

通過表3可以看出：美國的教科書與中國人教版教科書相比，結構層次更清晰?！渡铩ど膭恿Α分兄R分為單元、章、節(jié)三個層次，在每個層次的開頭都有此部分的知識點介紹，在每個層次的結尾又有知識的總結。層層的結構使得美國的教科書看起來重點突出，脈絡清晰。除此之外，每個小節(jié)的內(nèi)部又分為兩個層次。相關的幾個知識點組合成知識點組，稱為第一層；每個具體的知識點作為第二層。段落的組織以概念和知識為中心，語言平實，正文中沒有與學生的互動，語句以嚴謹?shù)年愂鼍錇橹?。中國人教版教科書則把知識抽象化，更注重知識內(nèi)在的邏輯探索，所以表現(xiàn)出來一定的融合性。例如《生物·生命的動力》中種群增長的原理從種群增長的速度、種群增長的客觀條件、限制種群增長的因素、環(huán)境容量等介紹。而人教版教科書直接是以種群數(shù)量的變化中種群數(shù)量增長的模型介紹開始。

3.兩個版本教材生態(tài)學的編寫內(nèi)容比較

(1) 教材內(nèi)容的篇幅比較。就教材內(nèi)容的篇幅而言，美國教材中生態(tài)學作為獨立單元一共占用了106頁，其中100頁為知識講解，4頁為知識總結，2頁為測評。中國人教版教材生態(tài)學部分分布在必修三中共占用73頁，其中有11頁(不足一頁的按半頁計算)為練習題?？梢娒绹滩闹猩鷳B(tài)學的篇幅要比中國人教版教材多，而中國人教版教材中的習題篇幅比重要高于美國教材。

(2) 教材中的知識點比較。美國教材與中國教材都系統(tǒng)地對生態(tài)學的基礎知識進行了講解，使學生具備初步的生態(tài)學知識。但是作為基礎知識的普及，兩教材的取舍還是有所不同。首先，美國教材的內(nèi)容更加豐富，知識點更多。總體來說，中國教材必修中的內(nèi)容除了“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”外，其他內(nèi)容美國教材中都有。除此之外，美國教材中還有很多中國教材中沒有的部分，即便是兩個教材都有的部分，美國教材較中國教材也更加詳細。比如中文教材物質(zhì)循環(huán)只講解了碳循環(huán)，而美國教材中的物質(zhì)循環(huán)講解了碳循環(huán)、水循環(huán)、氮循環(huán)、磷循環(huán)等。再比如在中國教材中，生物的種間共生關系只有寄生與互利共生；而在美國教材中除了這兩種關系外還介紹了共棲。

相比之下，中國的教材是少而精。中文教材的知識點相對于美國的教材少，但是生態(tài)學部分的篇幅卻接近，也就是說同樣的知識點，中文教材用了比美國教材更多的篇幅。具體來說就是中文教材中有較多的案例和生物科學史的內(nèi)容，使學生從多個方面對所學的知識進行了解。比如在講種群增長的“S”形曲線的時候，中文教材中就舉了草履蟲的例子證明種群經(jīng)過一定時間的增長后，數(shù)量趨于穩(wěn)定。同時又舉了大熊貓的例子證明在環(huán)境遭到破壞的情況下，K值會相應地變小。

(3) 教材中的核心概念比較。概念是人們認識的結果，它反映客觀事物的思想；概念要用“詞語”來表征。如果表征某一概念的詞語是某門學科中的專用語就稱為術語，《生物·生命的動力》在“本節(jié)預覽”中列出了一系列的“關鍵術語”，這些術語在該節(jié)的正文中都是比較重要的，字體會加粗，非常突出。其中生態(tài)學部分“生物與環(huán)境”中列出的關鍵術語有生態(tài)學、生物圈、非生物因素、生物因素、種群、生態(tài)系統(tǒng)、棲息地、小生境、共生、共棲、互利共生、寄生；“態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動”中列出的關鍵術語有自養(yǎng)生物、異養(yǎng)生物、分解者、食物鏈、營養(yǎng)級、食物網(wǎng)、生物量。

在每一章的復習指南中，會解釋幾個重要概念，再次把關鍵術語列出來。對應的復習題中，第一題就是復習術語，這樣是為了使學生能夠用正確的生物學術語來表達科學概念和理論；而中國的教材沒有單獨列出關鍵術語，這些核心的概念分散在各個章節(jié)，字體也會加粗，并且有特定的定義。中國人教版教材生態(tài)學部分是以概念的形式散布在正文中并加黑，出現(xiàn)過的概念有：種群密度、環(huán)境容納量、群落、豐富度、演替、初生演替、次生演替、生態(tài)系統(tǒng)、生物圈、食物網(wǎng)、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。相比之下可見美國對生物學教學中核心概念的重視程度之高。

(4) 教材中的實驗比較。作為自然科學的生物學離不開實驗。在生物學教學中，學生實驗觀察、操作等實踐環(huán)節(jié)對學生掌握生物學知識、科學方法、培養(yǎng)能力和形成科學素質(zhì)都有至關重要的作用。因此，各國的中學生物學都極為重視實驗，中美教材中實驗內(nèi)容的對比如表4所示。

表4　中美教材中生態(tài)學實驗內(nèi)容的對比

從表4可看出，中美教材的實驗內(nèi)容都很貼近學生生活。例如兩版教材都對生態(tài)環(huán)境問題進行了探索和分析，如美國教材中“運用數(shù)據(jù)——計算人口倍增時間”，人教版教材中“搜集我國利用生物技術保護生物多樣性的資料”，這些數(shù)據(jù)收集調(diào)查分析不僅僅停留在教科書和理論上，而是深入生活、選擇周圍的情境材料進行探究。

中美生物學教材生態(tài)學部分也都充分滲透了生態(tài)環(huán)境保護理念。隨著環(huán)境問題日益嚴重，全球也越來越重視生態(tài)環(huán)保教育。例如美國教材中“土壤的保護(模擬土壤的侵蝕)”，中國人教版教材中“搜集人口增長過快給當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境帶來哪些影響”。這些環(huán)保主題的實驗或調(diào)查啟發(fā)學生思考環(huán)境問題，認識到環(huán)保的重要性。

中美教材中實驗內(nèi)容也存在差異，美國教材《生物·生命的動力》生態(tài)學部分所涉及的實驗比中國人教版教材多得多，美國教材涉及的實驗有很多是“迷你”實驗，在課堂上就能進行，比如檢測二氧化碳、觀察地衣等。而中國人教版教材中生態(tài)學的實驗比較大型，在課堂上難以展開，整個實驗較為復雜、用時長。

美國教材中的實驗特別注重對學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)。在實驗的分析環(huán)節(jié)，特別強調(diào)培養(yǎng)學生的思維能力，如表5所示。

表5　中美教材中生態(tài)學實驗流程的對比

美國教材中的問題都以觀察、調(diào)查、觀察與推斷、對比和比較、繪制圖表、運用數(shù)學工具、測量、分類、運用概念、構建模型、分析信息、解釋數(shù)據(jù)等進行分類，強調(diào)了學生在思考問題的過程中培養(yǎng)各種思維的能力。而中國人教版教材中的實驗較為注重實驗過程的操作和結果。

四、結論與討論

通過比較可以發(fā)現(xiàn)美國高中生物課程國家標準講求高度，內(nèi)容和講授的方法留有一定的靈活性，各地可以結合自身的特點編寫選用自己的教材，在難易度的掌握上偏難。而中國高中生物課程國家標準要求得比較系統(tǒng)、具體，這樣各地即便采用不同版本的教材，其實質(zhì)內(nèi)容基本不會有太大差別。二者比較沒有好壞之分，美國設置這樣的教育內(nèi)容也是和美國的國情、社會現(xiàn)狀相符的，其教育內(nèi)容強調(diào)了學生能力和觀念的培養(yǎng)。而中國設置的教育內(nèi)容深度和難度相對較低，這樣的教育內(nèi)容也有其優(yōu)點——從心理學的角度來說符合學生的認知水平，有利于調(diào)動學生學習的積極性、主動性。

美國教材《生物·生命的動力》與中國人教版教材相比組織結構更清晰；人教版教材所呈現(xiàn)的組織結構更為抽象，更注重知識之間的內(nèi)在邏輯，注重引發(fā)學生探索，所以結構呈現(xiàn)方式具有一定的融合性。這種探索性與融合性需要與課堂、教師的引導緊密結合才能體現(xiàn)其優(yōu)長，而美國教材更加適宜學生自學。

美國教材與中國教材都系統(tǒng)地對生態(tài)學基礎知識進行了講解，但美國生態(tài)學教材的內(nèi)容更加豐富，知識點覆蓋面非常廣，也更凸顯了生物教學中核心概念的重要性。中國教材更加重視學生的思考，一般不會出現(xiàn)知識點各方面細微的總結，這些東西都只出現(xiàn)在老師的教案上，由老師引導學生總結。在中國，雖然素質(zhì)教育已經(jīng)提了很久，但是從教材中還是能發(fā)現(xiàn)應試教育留下的影響。由于中國的考試對于學生知識的掌握考查比較嚴格，這就要求中國的教材不能有太多的知識點，這樣會給學生帶來太大的負擔，同時要把教材上出現(xiàn)的內(nèi)容盡可能講解清楚，有助于學生理解。相比之下，美國的教材內(nèi)容雖然多，但是對知識把握程度的要求相對較低，這就使得學生可以盡可能地開闊自己的眼界。

中美生物教材設計的生態(tài)學部分實驗內(nèi)容都很貼近學生實際生活，滲透生態(tài)環(huán)境保護理念。但美國教材的實驗操作更易，蘊含了更多的科學素養(yǎng)。在目前我國中學生物教材中，在體現(xiàn)科學素養(yǎng)培育科學方法方面還不夠全面。主要是簡單的具體方法訓練，如觀察、分類、實驗等，對于如何發(fā)現(xiàn)并提出問題、形成假說、設計實驗、模型化、給出定義等則沒有體現(xiàn)或體現(xiàn)不夠充分。我國中學生物教材應包涵更多的科學素養(yǎng)、科學方法培育相關的內(nèi)容，這是我國人教版教材生態(tài)學部分有待改善的地方。

[參 考 文 獻]

[1] 臧軍紅.國內(nèi)、國外高中生物教材的比較研究[D].武漢：華中師范大學，2005.

[2] 顏娜.中美高中生物教材比較研究[D].大連：遼寧師范大學，2012.

[3] 潘文君.中美高中生物課程標準與教材的比較研究[D].重慶：重慶師范大學，2013.

[4] 于遠遠.中美高中生物主流教材的比較研究[D].西安：陜西師范大學，2011.

[5] 楊曉靜.美國高中生物學教材Biology·the Dynamics of Life的分析研究[D].南京：南京師范大學，2011.

[6] 何金妹，沈藝.中美高中生物實驗中STS教育思想的滲透[J].中學生物教學，2015(16).

[7] 高敏.中美高中生物學教材中生命科學史內(nèi)容的比較研究[D].西安：陜西師范大學，2013.

[8] 丁銳，YAN PING XIN.中美小學數(shù)學教材的比較研究：以三年級“分數(shù)的認識”為例[J].數(shù)學教育學報，2015(12)：337-340.

[9] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準[M].北京：人民教育出版社，2003.

[10] 戢守志.美國國家科學教育標準[M].北京：科學技術文獻出版社，1999.

[責任編輯：江桂珍]

[收稿日期]2015-03-21

[作者簡介]代青(1990-)，女，河南駐馬店人，碩士研究生；姜鳳萍(1967-)，女，吉林通榆人，碩士，副教授。

[中圖分類號]G40-059.3

[文獻標志碼]A

[文章編號]1002-1477(2016)06-0119-05

教育比較[DOI]10.16165/j.cnki.22-1096/g4.2016.06.031