新课程标准呼唤教材的创新
——介绍人教版初中生物学实验教科书
李 红（人民教育出版社 北京 100009）
朱正威（北京师范大学 北京 100875）
人教版义务教育新课程标准实验教科书（七年级上册）已于2001年8月正式出版并开始在全国7个实验区实验。该教材是依据教育部2001年颁布的《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》编写的。新课程标准指出：“义务教育阶段的生物课程是国家统一规定的，以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。”它提倡和遵循的课程理念是“面向全体学生”、“提高生物科学素养”、“倡导探究性学习”。这是一个深刻的变革，必须以创新的精神，依据新的课程标准编写出新的教科书。
1 努力构建新的教材体系
新课程标准综合考虑学生发展的需要、社会需求和生物科学发展3个方面，选取了10个主题——“科学探究”、“生物体的结构层次”、“生物与环境”、“生物圈中的绿色植物”、“生物圈中的人”、“动物的运动和行为”、“生物的生殖、发育与遗传”、“生物的多样性”、“生物技术”和“健康的生活”。这是构建新的教材体系的基本依据，但不是教材体系本身。因此，符合课程标准内容框架，又符合学生需求，便于学生学习的教材体系仍有待创建。
在内容标准的10个主题中，涉及的学习面很宽广，要求达到的生物科学素养的目标也是多维度的。若以突出人与生物圈的关系为核心，则各个主题都有可能在这个核心的统率下作不同程度的展开和深入，使教材体系有一个清晰的主线。而且，当代生物科学从微观和宏观两个方面分别朝着分子生物学和生态学方向发展。分子生物学揭示的是生命的本质，是纵深的研究，学生需要有相当的生物学基础以及相应的物理学、化学基础才能领悟，适宜作为高中阶段的主要学习内容。生态学研究的是生物与环境的关系，与人类的生活和命运息息相关。空气污染、气候变化、资源枯竭、森林锐减及物种灭绝等一系列生态环境问题已经威胁到人类的生存和发展。1992年的联合国环发大会为解决全球环境与发展问题制定了一系列纲领性文件，越来越多的人认识到必须用生态学观点指导经济建设，走可持续发展之路，人类才会有美好的明天。生态学正在成为指导未来全球经济可持续发展、调整发达国家与发展中国家经济关系的准则和科学依据。作为21世纪的公民，学生应该从个人、国家和全球的角度认识自己在保护生物囵中的角色和责任，通过学习初中生物学课程，树立人与自然和谐发展的观念，并以此规范自己的行为，参与有关的决策。因此，将初中生物学教学放在人与生物圈的大背景中进行，更有利于全面提高学生的生物科学素养，学以致用。
鉴于以上考虑，人教版初中生物学实验教科书围绕人与生物圈，设计了8个单元——“生物和生物圈”、“生物和细胞”、“生物圈中的绿色植物”、“生物圈中的人”、“生物圈中的其他生物”、“生物的多样性及其保护”、“生物圈中生命的延续和发展”和“健康的生活”。此外，把“生物科学·技术·社会”的有关内容，分散于8个单元中，既便于学生学习，也使各单元更富有时代气息。教科书的开始有“致同学们”，结尾有“生物科学技术的发展和展望”。这一教材体系突出了人与生物圈，且首尾呼应，浑然一体。
七年级上册安排了“生物和生物圈”、“生物和细胞”及“生物圈中的绿色植物”3个单元。教科书把“生物和生物圈”作为第1单元，主要出于以下考虑：①所有生物共同生活在生物圈中，生物的生存和发展与生物圈息息相关，生物圈是所有生物共同的家园；②当今社会，人类活动对生物圈的影响越来越大，生物目的变化也极大地影响着人类的生活，寻求人与自然的和谐发展，需要了解生物圈；③从学生的认知水平来看，从宏观而不是微观的角度开始生物学的学习，从学生熟悉的事物入手，有利于引起学生的兴趣；④在全套教材的开始先让学生对生物圈有一个概括的了解，把人和其他生物放在生物圈的大背景介绍，便于后续内容的学习。本单元第1章是“认识生物”，让学生通过观察、调查、讨论等活动，熟悉身边的生物，了解关于生物特征的基本知识。第2章“生物圈是所有生物的家”，首先让学生了解生物圈作为“家”的含义，生物圈是怎样为生物的生存提供基本条件的，生物圈中有哪些“成员”，这些“成员”与生活环境之间是如何相互依存、相互影响的，由此引入生态系统的学习。生物圈中有多种多样的生态系统，这些生态系统不是各自独立的，而是相互之间有着密切的联系，生物圈是一个统一整体，是最大的生态系统，一个地方发生的环境问题，有可能产生全球性的影响。本章十分注重情感教育，旨在培养学生对生物圈这个“家”的情感。但是这种教育不是空洞的说教，而是以生态学的内容帮助学生达到理性认识基础上的升华。
生物（包括人类）与生物圈，开宗明义，先入为主。它在情感态度价值观上对学生所起的教育作用，正是当今社会所迫切需要的。但是在以前的教材中，有关生态学知识的介绍，一般都是放在全套教科书的最后。即使在英、美等国的教科书中，把生物圈观点的教育放在如此突出的位置，也是不多见的。
第2单元是“生物和细胞”，如此安排的目的，是考虑到细胞是生物体结构和功能的基本单位，要深入了解生物体，认识各种生命现象的本质，没有一些关于细胞的基础知识是不够的。而且随着生命科学的发展，细胞的知识越来越重要，正在成为普通公民所应具备的科学素养的组成部分。本单元除了保留原有教材中关于细胞结构、功能、细胞如何构成生物体等基本知识的介绍外，还充实了与现代生活密切相关的细胞学内容，如“细胞的生活需要物质和能量”、“细胞核是遗传信息库”，并指出“细胞是物质、能量和信息的统一体”。另外从生物圈的背景出发，还增加了“只有一个细胞的生物体”和“没有细胞结构的微小生物——病毒”，使生物和细胞的学习内容更宽广而全面。
第3单元“生物圈中的绿色植物”，在教材内容的组织上完全不同于以往教材。传统的教材系统介绍植物的形态结构、生理和分类，繁、难、偏及旧比较突出，而爱绿护绿的情感教育甚微。本单元在第1章“生物圈中的绿色植物”中，以绿色植物在生物圈中的分布、作用及其与人类的关系为主线，扼要地介绍绿色植物的类群、形态、生理、分布，删简了不必要的形态结构等记忆性知识。第2章“被子植物的一生”，以绿色植物中最高等、与人类生产生活关系最密切的被子植物为例，介绍绿色植物的一生。仅限于介绍“种子的萌发”、“植株的生长”、“开花和结果”，清晰而简略，并密切联系生产实际。然后用3章“绿色植物与生物圈的水循环”、“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”、“绿色植物与生物圈中的碳、氧平衡”，引导学生从绿色植物对于生物圈的重要意义的角度，重点理解植物对水分的吸收和利用、蒸腾作用、呼吸作用和光合作用等生理过程。从而把情感态度价值观目标放在首要位置，激发学生爱护绿色植物的情感，树立绿化家园、绿化祖国的观念，并参与“调查当地或我国某地的植被状况”、“绿化校园的设计”等实践活动。
2 将探究性学习落到实处
传统的教学大纲和教材强调基础知识和基本技能的训练，对科学探究能力、创新精神和实践能力的培养重视不够，这种教育观念已经不能适应当今社会对创新型人才的要求，不能适应提高全体公民科学素养的要求。新的课程标准突出“探究性学习”，把“科学探究”列在第1个主题。初中阶段的科学探究是指学生积极主动地获取知识、领悟科学研究方法和科学的思想观念的各种活动。科学探究将有助于促进学生学习方式的转变，使学生能够主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，理解科学的本质，形成一定的科学探究能力以及科学态度、情感与价值观，发展创新精神和实践能力。因此，探究性学习对提高学生的科学素养具有不可替代的作用。人教版初中生物学实验教科书七年级上册通过设置较多的、符合学生发展水平的、不同类型的科学探究活动，引导学生开展探究性学习。
教科书中安排了6个完整的科学探究活动：探究“光对鼠妇生活的影响”、“植物对空气湿度的影响”、“种子萌发的环境条件”、“测定种子的发芽率”、“根的什么部位生长最快？”及“二氧化碳真的是光合作用必需的原料吗？”这6个探究活动由易到难，在科学方法和技能的训练上形成纵向递进的梯度。第1个探究引导学生了解科学探究的一般过程，后续的探究引导学生实践探究过程的某一个或某几个环节，最后一个探究要求学生独立设计并完成全过程，难度较大。
每个探究活动在科学方法和技能的训练上，侧重点不完全相同。探究“光对鼠妇生活的影响”旨在引导学生了解探究的一般过程，了解用实验的方法进行探究时应把握的两个关键——控制变量和设置对照。探究“植物对空气湿度的影响”侧重训练用不同方法对数据进行处理。探究“种子萌发的环境条件”侧重训练如何通过查阅资料，为提出假设找寻理论依据，以及设计探究方案应抓住的关键问题。“测定种子的发芽率”侧重训练抽样调查的方法和记录数据、处理数据的技能。探究“根的什么部位生长最快？”侧重训练理清探究思路，记录数据。探究“二氧化碳真的是光合作用必需的原料吗？”是对本学期学过的科学方法和技能的综合考查。在不同的探究活动中，有些侧重点是相同的，但是随着教学内容的展开，教材将同一方法或技能训练的难度逐渐提高。例如，实验的方法在“光对鼠妇生活的影响”、“种子萌发的环境条件”及“二氧化碳真的是光合作用必需的原料吗？”都要用到，但是每次对学生的要求都有所提高。第1次用到实验法时，教材不仅给出了实验方案，而且帮助学生分析在该实验中如何确定实验变量、设置对照；第2次由于实验过程比较复杂，教材给出了可供参考的实验方案，同时用思考题引导学生理清思路，抓住设计实验方案的关键环节；第3次用到实验法时，教材要求学生自己设计实验方案，只给出必要的背景资料。
考虑到七年级学生刚开始学习生物学，教材在探究活动指导的写法上，重视对学生的引导，力求有利于学生的思考和实践。在有的探究中，如探究“光对鼠妇生活的影响”，教材没有把要探究的问题直接写出来，而是用一段文字呈现问题情境，将学生置身于教材设计的情境中，使学生能够主动发现问题。有的探究考虑到学生缺乏作假设的经验基础，提示学生可以通过查找资料为作假设提供依据，并且给出学生可能用到的相关资料，如探究“种子萌发的环境条件”。有的探究通过设计一系列的思考题，一步步引导学生作出假设，制定探究方案，提示学生在实施方案时需要注意的问题，以及处理数据可能用到的几种方法，如探究“植物对空气湿度的影响”。
这里以“测定种子的发芽率”为例，介绍新教材与传统教材相比，在引导学生进行探究性学习上改革、创新的地方。传统教材一般把测定作为实验，在实验指导中列出目的要求、材料用具及方法步骤等，学生被动地根据实验指导做实验，就像“照方抓药”，做之前没想过为什么要测定种子的发芽率，做的过程中也不考虑为什么应该这样来测定，只关注最后的实验结果，整个实验过程不是一种积极主动的学习过程，培养的能力也主要是基本的实验室操作技能。传统教材的这种处理方法显然难以适应现代社会对人才的要求。在人教版新编实验教材中，把“测定种子的发芽率”作为探究，首先用一段文字介绍为什么要测定种子的发芽率，这与农业生产有什么关系。然后提出问题“怎样测定种子的发芽率呢？”引起学生思考。接着用5道思考题引导学生考虑如何测定种子的发芽率。例如，测定一袋种子中的发芽率，能把整袋种子都用上吗？能只用三五粒种子吗？能只挑个大的种子吗……这里面蕴涵着基本的科学方法——抽样调查的方法。在学生进行了充分的思考和讨论后，教材再结合这一具体例子，介绍抽样调查法及其注意事项，然后提供必要的背景资料，供学生制定探究方案时参考。最后组织学生对测定结果进行讨论和交流。从这个例子可以看出，新教材在探究活动指导的写法上，重视联系生产生活实际，设法引起学生思考，活动内容的安排可探究性强，对学生实施探究具有较好的引导性。
除了6个完整的探究之外，教科书还安排了从不同侧面对学生进行科学方法训练和探究技能训练的丰富多样的活动栏目。例如，“观察与思考”侧重训练观察的方法，培养观察能力；“实验”侧重训练实验室操作技能，培养动手操作能力；“资料分析”侧重训练分析图文资料的技能，培养分析能力；“调查”侧重训练走出课堂，到大自然或社会中进行调查的方法，培养实践能力；“演示实验”侧重训练观察实验现象，由现象推导出结论的技能；“模拟制作”侧重训练模拟的方法。此外，还有“进一步探究”、“课外实践”、“设计”及“技能训练”等栏目。特别是“技能训练”，这是专为培养科学探究技能而设置的练习性栏目，每个“技能训练”侧重训练一类探究技能，按照技能要求的难易程度安排，首先安排技能要求较低的“观察”、“提出问题”、“作出假设”等技能训练，“解读实验数据”、“推理”、“分析实验结果”等难度较大的训练则安排在书中靠后的位置。这些探究活动栏目，为学生进行探究性学习提供了丰富的素材。
因此，倡导科学探究，设计并列出探究活动专栏的内容是重要的，但并不限于这一“专栏”，而是以多种形式分布于全书之中，使探究性学习真正落到实处。
3 突出情感态度与价值观的培养
科学素养不仅包括对基础知识的要求，尤为重视学生在能力和情感、态度、价值观方面的要求。因此，新的课程标准比传统的教学大纲更重视情感态度价值观的培养，并且将教学目标全部体现到具体内容当中。例如，明确地把“确立保护生物圈的意识”、“参加绿化家园的活动”等突出情感态度价值观教育的标题直接列入了课程标准的内容标准中。
遵照新课标的精神，人教版实验教科书在这方面做了较大改革。在各单元后的单元小结（实际是对教与学的提示）中，不再像传统做法那样，先罗列本单元的重点知识，然后是需要掌握的基本技能，最后才是思想道德方面的要求，而是在单元小结的第1段，就提出情感态度价值观的具体要求，把教学目标中关于情感态度价值观的目标放在首位。
在正文、活动、阅读资料及习题等各方面，教材也都注意处处渗透情感、态度、价值观的熏陶和培养。例如，教材力求做到行文优美流畅，语言亲切生动，拉近与学生的距离，增加教材的文学表现力和感染力，在美的意境中培养学生对生物学的兴趣和爱护生物的情感。又如，阅读资料——“科学家的故事”，不仅讲述科学家的成就，也谈到科学家在工作中表现出的科学态度和合作精神，展示科学家的人格美；阅读资料——“与生物学有关的职业”，不仅介绍林业工人、农艺师、园艺师等职业的性质，也描绘了这些职业的崇高和美好，培养学生对这些职业的热爱。这些都是新教材在落实新课标的情感态度价值观目标，把科学精神与人文精神的培养有机地结合起来的具体体现，努力追求“随风潜入夜，润物细无声”的效果。
与传统教材相比，人教版实验教科书在落实情感态度价值观目标上的另一个重要举措，是突出了科学·技术·社会（STS）教育。社会的科学技术化和科学技术的社会化是当今社会生活的特点之一。了解科学、技术、社会的相互关系，关注和参与与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策，是生物科学紊养的重要组成部分。把生物学教育放在社会和文化的大背景中，把生物科学、生物技术的发展与社会发展联系起来，在国外生物学教育中已经进行了多年的实践并且卓有成效，而我国原有的中学生物学教材在这方面做得不够。人教版实验教科书在借鉴国外经验的基础上，结合我国国情，进一步加强了STS教育。教材设置了专门的栏目——“科学·技术·社会”。这一栏目不是单纯讲述科学、技术与社会关系的知识，而主要是情感态度价值观的培养，同时包含着多种能力的培养。
例如，在第1单元第2章“生物圈是所有生物的家”中安排了“生物圈I号”，通过介绍生物圈II号试验及其失败的经历，使学生理解为什么地球——生物圈I号对于生物如此重要，帮助学生树立保护生物圈的观念。在第2单元“生物和细胞”中，安排了“从古老的光学显微镜到电子显微镜”，介绍了显微镜技术如何促进了细胞学研究的发展，而科学发展的需要又如何不断向技术提出新的挑战，反过来促进技术的革新与进步，使学生理解科学与技术的互动关系；本单元还安排了“脱缰之马——癌细胞”和“阮病毒、疯牛病、克雅氏病”，通过对癌症、疯牛病等世人瞩目的社会热点问题的探讨，帮助学生进一步理解科学技术与社会的密切关系。在篇首语“致同学们”中，教材不仅讲述了生物学发展给人类带来的福音，也提出了生物科学技术不恰当的应用可能带来的负面影响，已经摆在人类的面前。例如，在讲到克隆哺乳动物时，教材写道“你知道各种克隆哺乳动物吗？不仅有克隆绵羊多莉，还有克隆山羊、克隆牛、克隆猴和克隆猪。有人还想克隆人呢，但是，许多国家都禁止这样做，为什么要禁止呢？”引导学生思考科学、技术、社会的相互关系，正确认识科学技术的价值及其局限性，使学生能在个人生活和将来参与社会决策时作出明智的决断。
在新的课程标准的指导下，人教版实验教科书已以新的理念、新的面貌呈现在学生和教师面前。但是否较好地体现了义务教育阶段生物学课程的普及性、基础性、发展性以及可行性，仍需通过实验区教学的实践来检验。我们期待着各方面的批评和指正，我们将吸纳百家之长，与时俱进，为新世纪、新教育不断开拓进取。
摘自《生物学通报》
