例析高中生物学教材处理的若干误区

2 科学史使用的误区

生物科学史教育能够使学生理解科学的本质，体验科学研究的方法，感悟科学探究的精神，因此，高中生物新课程非常重视生物科学史教育。《普通高中生物课程标准（实验）》明确了要“重视生物科学史的学习”，在其内容标准中多处明确提出了生物科学史的具体教学要求。但是，在新课程实施过程中生物科学史教学仍然出现了一些误区，需要我们探寻原因，研究对策，以更好地促进教学。[5]

2.1 理解失当，材料错用

案例6：孟德尔进行的豌豆杂交试验，涉及豌豆7对相对性状，通过两对相对的遗传试验，孟德尔发现了自由组合定律。后来的研究表明，豌豆的体细胞中正好是7对同源染色体。于是，有许多教师在上课时告诉学生孟德尔研究的7对相对性状的遗传因子（基因）恰好分布在这7对不同的同源染色体上，他们彼此之间均遵循自由组合定律。

而事实上，孟德尔研究的7对性状的遗传因子并不正好分布在7对不同的同源染色体上，而是只分布在4对同源染色体上。其中第一对同源染色体上坐落两对等位基因（子叶黄绿和种皮的灰白）。第四对同源染色体坐落三对等位基因（植株高矮、豆荚形状、花的位置）。第五对同源染色体上座落一对等位基因（豆荚黄绿）。第七对同源染色体上坐落一对等位基因（豆粒圆皱）。由于交换值具有相对的稳定性，所以通常以交换值表示两个基因在同一染色体上的相对距离，或称为遗传学图上的图距。图距小于50才出现连锁现象。孟德尔的二因子杂交实验所涉及的两对性状即便由同源染色体上两对基因决定，但因两对基因的图距非常大，以致杂交后代表现出类似自由组合的数据。这种巧合正是孟德尔能够顺利发现自由组合定律的重要因素。

另外，有老师告诉学生孟德尔是依据减数分裂的相关原理进行“演绎推理”并最终提出遗传定律的。而事实上，孟德尔的研究成果发表在1854年，而减数分裂是1883 年才由德国的贝内登等人观察到，1905年才由法尔默和莫尔创造减数分裂一词并详细描述其过程。

历史是客观的，科学是求实的。我们在评述历史时，要用历史的眼光，全方位理解历史，在理解的基础上对历史上科学家的工作作恰当评述，尊重历史也是科学求实精神的重要体现。教师在进行科学史教学前应当多查阅资料，重视科学发现的背景，将科学放在导致它们产生的背景中学习。而不能用我们既有的知识和技术来揣测前人的思维和方法，这样只会导致理解失当，材料错用，主观的放大或缩小科学家的真实贡献，对学生的认识产生误导。类似的误区还有很多，比如肺炎双球菌体外转化实验中，艾弗里等人的工作是不断的去除S型菌中蛋白质、RNA等成分，然后得到纯化的“转化因子”，接着对纯化的“转化因子”进行鉴定，确认它就是DNA。而不是被普遍误解的对S型菌中的蛋白质、RNA、DNA等进行提纯，再用提纯的各种成分去做转化实验测试。

2.2 大材小用，目标单一

案例7：在进行《细胞概述》一节“细胞学说的建立过程”这一内容的教学时，许多教师只是简单罗列细胞学说的三条内容分别在哪一年由哪些科学家提出，大约5分钟时间即完成这个教学内容，转而把重心放在“细胞的大小、数目及种类”及“真、原核细胞的比较”等与考试关联性更大的内容上。而没有真正分析细胞学说的建立过程所蕴含的科学发现的模式，揭示科学的本质。看似在教学中利用了生物科学史，但是目标定位在落实知识，科学史只是用于辅助学生理解相关知识，而没有让学生真正深入到科学史教育中，获得方法和情感的体验，导致目标过于单一。这种误区在实际教学中具有一定的普遍性。

而笔者在进行本块内容教学时，详细查阅了胡克、施来登、施万和菲尔肖等科学家的生平及科学研究历程，分别整理成几则小资料，在授课时以PPT呈现并以问题引导学生思考：在细胞学说建立过程中，科学发现与技术发展关系（显微技术的发展对细胞学说的诞生与发展至关重要）、理论思维与科学实验的关系（科学的思维模式包括归纳推理和演绎推理等，施来登和施万便是在大量观察的基础上进行归纳，并推理所有生物均由细胞组成），理解科学发现的模式（事实—规律—理论）。

误区出现的原因，固然有考试评价指向的问题，也与部分教师对于如何深入挖掘生物科学史的教育价值认识不够有关。进行科学史教学时，不仅要关注和确定知识目标，同时也应该深入分析确定过程与方法、情感态度价值观方面的目标，只有目标明确且全面，才能在教科学史教学过程中不仅帮助学生掌握知识，还能让学生体验科学方法，感悟科学研究的历程。

3 实验教学的误区

3.1 纸上谈兵，缺乏实践

部分教师的实验教学根本不做实验，完全按教材内容纸上谈兵，从实验原理、实验步骤到实验现象和结论，没有直观的感受，都是背诵加想像。由于大量的习题中含有实验内容，练习指导着实验教学现象随之产生。学生没有做过实验，解题如同盲人摸象。

案例8：有次模拟考试中有一题：在绿叶中色素的提取和分离实验中，某学生得到的色素带颜色较浅，导致这一现象可能的原因是（ ）

A．取材的叶片本身颜色淡，色素总含量偏少

B．未加入二氧化硅，研磨不充分

C．划滤液细线的次数较少，使滤纸带上的色素含量较少

D．层析时色素带没入层析液中

对于答案是ABCD还是ABC，老师们争论不休。部分老师认为D选项也是可能原因，理由是前一阶段的某一份试题中给的答案有D，如果这次不选，无法向学生交待。

实际上，只要亲自动手做一做这个实验，以实验现象为依据，对试题作出正确的判断就可以解决问题。有老师重复多次色素带没入导层析液中的操作，实验结果是滤纸条上没有色素带，根本谈不上色素带的深与浅。教师只有多带领学生“做实验”，而不是让学生“看实验”甚至“听实验”，才能在实验的失败或成功中获得实践经验，这对于教师和学生生物学素养的提高都是不无裨益的。[6]

3.2 固步自封，缺乏创新

虽然教材中实验的设置已经考虑到其选材的季节性和地域性以及操作的难易度等因素，但笔者发现有些实验操作难度仍偏大，学生实践起来实验效果常达不到预期，往往容易打击学生的实验积极性，以致教师也常将实验视为鸡肋。实际上，只要教师肯动脑、勤动手，不要被教材中的操作方法束缚思维，根据实际情况，多尝试创新，无论是对实验材料、实验器具或实验步骤的改进，均可找到解决之法。

案例9：“检测生物组织中的油脂”实验中，要求对种子进行徒手切片操作，而徒手切片要求刀片接触子叶的角度、力度都要十分合适才能得到符合要求的薄片，假如没有双面刀片的话，这项操作难度更高，切片效果不好将严重影响后期的显微观察。其实，只要将切片改为涂片，用刀片在种子断面上轻轻刮下一些粉末，制作成涂片，经过染色后很容易找到橘黄色的脂肪颗粒。

3.3 思维定势，缺乏逻辑

高中教材中涉及的实验主要分为观察实验、模拟实验和对照实验三种类型，对于高考常考的对照实验教师特别重视，甚至帮助学生总结了许多规律，比如如何设定实验目的、如何设计实验步骤以及如何进行实验结果的预期和结论的表述等。多频度的考练容易让师生形成一种思维定势：研究某种因子的作用只需要将其作为自变量来设置对照实验即可。往往忽视了生命系统内部各种因子的复杂联系，缺乏深入而全面地逻辑分析，从而得出并不科学的结论。

案例10：教师在上“细胞的能量‘通货’—ATP”这节课时几乎都会引入“利用萤火虫的荧光物质验证ATP是直接能源”的实验。许多教师在授课时都认为这个实验可以证明ATP是直接能源物质。但笔者对此结论一直存有疑问，为此查阅了大量资料，发现本实验最早出处为《生物学通报》杂志1988年第04期P11页所刊登的吴民生老师的实验设计“证明ATP是直接能源的简易方法”，实验结果为“荧光物质加入ATP后可以发光，而加入葡萄糖不能发光”。单纯从本实验的设置来看，得出的结论只能是“加ATP能使荧光物质的发光，而葡萄糖则不能”。但能说明ATP就是直接能源吗？是否也存在一种可能性：ATP并非直接能源物质，但ATP水解将能量转移至另一种物质，另一种物质才是直接能源。

事实上，“ATP是直接能源”是科学家对许多事实材料和实验结果进行大量的研究和论证才得出的结论。生命具有复杂性，并非每个生命规律都能通过简单的对照试验来证明。学生在缺乏对荧光物质发光原理（在ATP和氧气的参与下，荧光素酶催化荧光素氧化发光）足够了解的情况下来分析这个实验，最多只能根据实验结果推理出ATP可能是直接能源，或者说本实验为ATP是直接能源提供了一定的依据，而不能证明它就是直接能源。

4 教材整体把控的误区

教材是课程标准的具体化，是联系课程设计与课程实施的重要环节，教材内容的编写反映了课程前期研究的成果，体现了课程设计的目标和内容，对教学具有重要的指导意义。成熟的教材往往经过慎重编选，知识体系合理，内容科学，可以基本保证学生学习的正确性，为学生提供较高权威的信息源。课程标准要求教师重视教材，而新课改提倡教师要“创造性地使用教材”，“不是教教材，而是用教材教”，其实二者并不矛盾，关键在于度的把控。 “教之道在于‘度’，学之道在于‘悟’”，教师在使用教材的过程中常可能因把控不准这个“度”，而陷入脱离教材或照本宣科的误区。

4.1 脱离教材，不能因“材”施教

课改这些年，相信许多教师都经历过不止一次教材更新换代，尽管主干知识变化不大，但知识的呈现形式、要求学生掌握的程度以及部分专业名词的表述等均发生了较多改变。但部分教师可能因教授某套教材时间较久，而又不仔细研究新教材，无法与时俱进，因“材”施教，仍按照原有模式教学，常让学生无所适从。另外，不同地区的教材也有较多差异，教师在编制练习讲义时可能会未关注题目来源，误选与本地教材不配套的习题，题干或答案存在与学生使用的教材不吻合的表述，常引起学生的困惑，徒增学生的学业负担。研究教材，方能因“材”施教，笔者对现行各版本高中生物教材进行了比较研究，归纳出了关于概念表述的一些不同之处，如表1。

表1.现行各版本高中生物教材必修1模块一些概念表述的比较（部分）

教学中任意改变教材内容的顺序是脱离教材的另一种体现，教材的结构体系、内容顺序是反复考量的。并非不可以调整，但必须先考虑内容顺序编排的初衷是什么，具有什么目标指向，权衡利弊再做调整。比如，许多教师在上完“细胞的增殖”一节后，立刻进行“减数分裂”的教学，目的是让学生能及时地将两种分裂方式进行比较记忆，以便更好地掌握。但笔者并不建议这么做，编者将“减数分裂”放在“孟德尔定律”之后是大有深意的。孟德尔在提出基因的分离和自由组合定律时减数分裂尚未发现，孟德尔完全以杂交试验的结果为依据，借鉴“颗粒遗传”的思想，利用“假说—演绎”的逻辑推理模式得出了伟大的遗传理论。只有在没有学习过“减数分裂”知识的前提下，才能更好地引导探究，感受逻辑之美，体会孟德尔的过人之处，这样的教学才更利于三维目标的全面达成。

4.2 依赖教材，不越雷池半步

许多教师重视教材，却过于依赖教材，把对教材的理解更多放在抠教材的细节，每字每句都在细抠，让学生死记硬背教材上的表述，甚至将教材抠空成知识清单让学生填写与背诵，并发展出生物早、晚读，理科课程却不讲“理”，让学生兴趣索然。

教师在教学过程中也常常陷入过度依赖教材的误区，照本宣科，不但教学完全使用教材中的资料，甚至不敢加以完善和拓展。比如：

案例11：在进行“细胞核”这节内容的教学时，为证明“细胞核是遗传性状的控制中心”，几乎每位教师都会使用教材中的“伞藻嫁接实验”。但伞藻嫁接实验只能说明新长出的“帽”的形状与“足”有关，并不能证明就是细胞核的作用。最多只能提出“细胞核是遗传性状的控制中心”这个假说，至于是否正确，还需实验证明。假如完全按照教材只将实验做到这里就得出结论，那纯粹是绑架学生的思想了。

其实教师只要再补充“伞藻核移植实验”，就可以使上述假说得到实证，这也更能够让学生体会“假说—演绎”的科学发现模式。另外，教师还可以根据学生的学习能力补充另一资料：将甲伞藻的“足”与乙伞藻的“柄”嫁接在一起，发现第一次长出的“帽”呈中间类型，若切除这一“帽”，第二次长出的“帽”才与甲的“帽”形状相同。预先设疑，然后将疑问留待“遗传信息的表达”这节内容之后再来解答。

教材对教学的指导意义毋容置疑，要想科学地使用教材，使之为课程服务，教师必须先深入研究教材，既要从宏观的角度揣摩各模块与模块之间、章节与章节之间以及小标题与小标题之间的联系，又要从微观的角度去思考教材中每个知识点的具体突破方法。尊重教材却非只盯着教材教教材，避免走进“课程＝教材”的死胡同，无法顺应新课改的要求。