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..........................................22(一)知识点框架..........................................................................................22(二)知识点深度和广度..............................................................................31四、实验内容的对比分析.....................................................................................32(一)人教版生态学实验内容......................................................................32(二)美版生态学实验内容..........................................................................33(三)两版教材生态学实验比较分析..........................................................34五、图像系统的对比分析.....................................................................................34(一)图像的类型和数量..............................................................................35(二)图像的内容的比较分析......................................................................36六、习题系统的对比分析.....................................................................................40(一)习题类别的比较..................................................................................40(二)习题数量的比较..................................................................................42(三)习题难度的比较..................................................................................43七、其他方面的比较分析.....................................................................................45(一)语言文字的比较..................................................................................45(二)交叉学科的比较..................................................................................45第四章研究结论与建议..............................................................................................47一、研究结论.........................................................................................................47二、研究建议.........................................................................................................49(一)对教材编写的建议..............................................................................49(二)对生物教师的建议..............................................................................50参考文献........................................................................................................................51攻读硕士学位期间所发表的学术论文........................................................................54哈尔滨师范大学学位论文原创性声明........................................................................55哈尔滨师范大学学位论文版权使用授权书................................................................55致谢............................................................................................................................56II\n摘要在我国课程改革的大背景下,一些学者对中外教材进行了比较研究,通过分析发现学者们对教材的选择出现差异,这种差异不仅影响着学生的学习内容和学习方式,甚至还影响着学生的认知结构、思维方式和获取新知的能力。笔者主要采用文献分析法、内容分析法、比较研究法、案列研究法对美国高中生物主流教材《ModernBiology》中生态学部分与我国人民教育出版社出版的高中生物教材必修三《稳态与环境》中生态学部分进行比较分析。以课程目标、内容标准的设定为比较基础,着重从教材编排、栏目设置、知识体系、实验内容、图像系统、习题系统六个方面进行分析研究。为我国有关生态学部分的教材改革提供参考,为我国高中生物教材生态学部分的编写提供参考以及对生物教师在生态学部分的教学提供素材。通过研究发现,两版高中生物学教材有共性也有特性。两版教材均以提高学生的生物科学素养作为课程的基本理念和教材编写的直接依据;都很重视生物科学与技术和社会的联系。人教版教材栏目设置更为细致,知识内容和形式更加多元;课后习题类型多,难易程度适中,重视对综合性知识的考核。美版教材实验数量多,内容丰富;图片设置利用组图的形式更直观的突出知识点的差异;编写语言优美生动,具有趣味性;课后习题灵活性强,重在对思维的训练和开发;学科综合化趋势明显。通过对两国教材的对比分析,笔者基于以上结论,提供以下参考建议:对我国高中生物教材内容编写的建议:①人教版教材知识点在深度和广度可适当增加。②多设置有关实验的栏目,运用多种模型建构的方法培养学生学习科学的探究性学习能力。③适当选取颜色鲜艳的图片,利用图组的形式呈现图片。④为了检测不同维度不同水平的目标,可适当多设置一些简答题和思考题,提高学生运用、分析、综合、评价知识的能力。⑤可适当加入对概念和词汇的练习,重视渗透概念形成的背景。⑥编写教材时注重生态学部分与其他学科的交叉。对生物教师的建议:①教师在教学过程中应发挥选修教材的作用,对必修教材的内容进行补充。②教师可以对教材进行二次开发,选择美版教材中的内容,渗透在自己的教学中。可以利用美版教材的相关实验、习题等资源作为问题式教学、探究式教学、讨论式教学的素材来激发学生的学习兴趣,培养学生的发散思维,提高学生的科学创新的能力。关键词中美高中生物教材;生态学;教材比较I\nAbstractWiththereformofthecontextandcurriculum,anumberofscholarsbegantocomparetheteachingmaterialbetweenChinaandtheUnitedStates.Throughanalysis,theresearchersfounddiscrepanciesinthechoiceofmaterialsonthisdifferencenotonlyaffectsthestudent'slearningcontentandlearningstyles,andevenaffectstudents'cognitivestructure,wayofthinkingandtheabilitytoacquirenewknowledge.Byusingliteratureanalysis,contentanalysis,comparativemethodandcasestudymethod,theauthorcomparetheEcologypartin"ModernBiology"whichisamainstreamofAmericanhighschooltextbookwiththesamepartin"Steadyandenvironment"whichispublishedinPeople'sEducationPublishingHouse.Onthebasisofthecomparativeofthecourseobjectsandcontentstandardsset,theanalysisfocusesonfiveaspectsofresearchfromColumn,knowledge,experimentcontent,imagingsystems,exercisesystems.Provideareferenceforthereformofteachingecologypartofourcountry,andforthepreparationofbiologyteachersinhighschoolbiologytextbooksecologypartofproposalsintheteachingpartoftheecology.Thisstudyfoundtherearebothidentityandcommoninthetwohighschoolbiologytextbookversions.Bothwereeditedonthebasisofimprovingstudent’sbiologicalscienceliteracy,whichisthesuggestionofbasicideaandeditionofteachingmaterials.Theyalsoattachtheimportancetotherelationbetweenthebiologicalscienceandtechnologyandthesociety.Ontheonehand,thecolumnsetinPEPismoredetailed,knowledgecontentandformisdesignedmorevariedlyanditalsohasmoretypesofafter-schoolexercisewhosedegreeofdifficultyismoderate.Furthermore,itattachesmoreimportancetocomprehensiveknowledgeassessment;Ontheotherhand,ithasmoreexperimentsandrichercontentintheUSversion,picturesettingsusetheformofgroupphotoswhichcanmakethedifferenceofknowledgemoredirectlyoutstanding.Languageismorevivid,engaging,humane;schoolexerciseismoreflexibilityfocusingontraininganddevelopmentofthinking.DisciplinarytrendintheUSversionisclearlyandcontemporarybright.Bycomparingthetwomaterialsanalysis,theauthorbasedontheaboveconclusionsofferthefollowingrecommendationsforreference:II\nPrepareproposalsforteachingmaterials:firstly,thedepthandbreadthofknowledgeofthePEPTextbooksissupposedtoincrease;secondly,tosetmorecolumnaboutexperiment,usingmethodsofavarietyofmodelconstructiontodevelopstudents’inquirylearningabilityofscience;thirdly,trytoselectmorevividpicturesanduseimagegrouptoillustratepictures;fourthly,inordertodetectthedifferentdimensionsanddifferentlevelsofgoals,wecansetsomemoreshort-answerquestionsandthinkingquestionstoimprovestudents'abilityofusing,analyzing,assessingandsynthesizingknowledge;fifthly,weshouldfocusontheconceptsandvocabularyexercises,payattentiontothebackgroundoftheformationoftheconceptofpenetration;sixthly,payattentiontothecrosssectionbetweenecologyandtheothersubjects.Recommendationsforbiologyteacher:firstly,biologicalteachersshouldusetheelectivetextbookstoreplenishthecontentofthecompulsorypartoftheecologytextbook;secondly,bycomparingbothteachingmaterials,teachersshouldfindtheadvantagestosupplyeachotherandteacherscandevelopsecondarymaterialsbyselectingthecontentoftheUSversionteachingmaterials.Keywords:ChinaandtheUnitedStatesBiologicalTextbooksforSeniorHighSchool;Ecology;theComparisonoftheTeachingMaterialIII\n第一章绪论一、问题提出的背景在我国的基础教育课程改革中,一些学者对中、外高中生物教材进行了比较研究。如美、日、韩等这些世界发达国家,其学校教育走在世界的前列,教材的结构与内容代表着当今世界教材的发展趋势及水准,通过对国内外高中生物学教材的比较研究,能够认识到教育发展的一般规律和各国教育发展的特殊规律,凸显各种教材的优势劣势,为实现优势互补提供借鉴。还可以更深刻地认识我国高中生物学课程的性质、课程的基本理念、课程的设计思路、课程目标、内容标准、实施建议,这对推进我国基础教育课程与教材建设、深化基础教育改革无疑具有深远的意义。当今人类社会生活生产的发展对生态环境产生很大的影响,生态环境的保护已成为全人类关心的问题。在高中生物教学中,学习生态学部分有助于学生理解生命活动的本质,认识及分析生命系统的方法,提高生命系统与环境之间密切联系的认识,同时为学生树立人与自然和谐发展的思想观念,为生成生态意识和环境保护意识奠定基础。由于美国教育走在世界的前列,教材结构与内容体现了当今科学的发展趋势,因此,本文选择对中美两版高中主流生物教材生态学部分进行比较分析,通过分析,为我国有关生态学部分的教材改革提供一些参考,为我国高中生物教材生态学部分的编写提出建议以及对生物教师在生态学部分的教学提出一些建议。二、研究现状由于本文主要对我国高中生物教材以及美国生物教材生态学部分进行比较,所以笔者主要关注以下几个方面的研究现状:对美国教材的分析研究,对中国教材的分析研究,以及对国内外教材的对比分析研究,下面分别从这几个方面进行分析介绍:(一)美国高中生物教材分析研究现状张荣华在2012年对美国高中主流理科教材《生物·生命的动力》(Biology·TheDynamicsofLife)进行了研究,认为美版教材从日常生活中遇到的生物学问题出发,1\n依托网络资源设计学生实验。其实验的数量、内容范围都超出了我国高中生物教材;实验类型丰富,设计新颖、独特而又操作简单、花费低廉;活动过程充满乐趣,并从观察、实验设计、分析数据、预测等多个侧面充分地展示了科学探究的真谛与魅力[1]。韩晶在2012年对由美国生物科学课程研究会(BSCS)编写的生物教材(BSCSAmolecularApproach)和科学发现者(生命的动力)两套美国高中生物学教材进行总体分析、一般结构和教材特色三个方面的研究。较为全面地对两套教材的封面、目录、正文内容体系及附录设计进行分析总结;并对两套教材的“体例栏目”、“语言特色”、“习题设置”的教材一般结构进行细致比较;除此之外还对两套教材中“科学概念”、“科学探究”、“科学图示”、教育”、“学科综合”、“情感态度价值观”等特色进行了深入剖析[2]。程佳莉在2007年介绍美国高中生物教材《Biology-Principles&Explorations》,是由美国Holt,RinehartandWinston公司出版的高中生物教材。首先说明了该教材的大体结构和内容,再以教材中细胞生物学的部分为例,对其图表、栏目和正文内容进行分析,总结了该教材的编写特点,为我国生物教育的发展和新一轮课程改革的深化提供借鉴。而后高俊英在2011年也分析了教材《Biology-Principles&Explorations》,主要总结了这版教材结构精细,关注学生的需求;内容系统,重视对科学的深刻理解;突出学科课程,重视实验与探究这三大特点。学者们认为美版教材均以提高学生的生物科学素养作为课程的基本理念和教材编写的直接依据;重视科学探究;注重对科学、技术与社会思想的渗透;教材的编写语言优美生动,具有趣味性,富有人情味;课后习题灵活性强,重在对思维的训练和开发。(二)中国高中生物教材分析研究现状李锦在2000年通过对新编高中生物教材与现行高中生物教材的对比,以具体章节为例分析新编高中生物教材的变化。认为新编教材并非十分完善,其实任何教材都有其优势同时也有其局限性。和现行教材相比,新教材有其优越性,尤其表现在现代性、新颖性及可读性上,但也有其缺陷:如教材内容的大量增加与课时减少之间矛盾十分突出;知识内容从整体上看还是偏深偏难;对各学科之间的联系与相互渗透体现不够,尤其是面临高考(3+X)综合考试的改革,教材的综合性尚体现不[1]张荣华.美国高中生物教材中的实验简介[J].教学仪器与实验,2012,3:61-64.[2]韩晶.从BSCS到科学发现者—美国高中生物学教材的比较研究[D].西安:陕西师范大学,2012.2\n足[3]。周阳在2007年比较了人教版、苏教版、河北版、中图版和浙科版普通高中生物课程标准实验教材知识体系的共同点及特色,重点对人教版教材和苏教版教材的知识体系进行了详细地分析和比较,包括呈现知识点时加入的活动、参考图片和所运用的表格的比较和分析。宋华在2007年研究了我国高中生物学教材内容的结构,提出了教材的内容结构更有利于建构知识、能力、人格型的学生。从教材的表层和深层结构对课标教材和大纲教材进行内容结构的文本比较,然后通过教材使用情况的调查,从实践层面上提出意见和建议。杨型会在2011年针对两岸高中生物教材概念不同表述进行比较与思考,提出了同一概念在两岸高中生物教材中不同表述的原因分析,认为表述不同直接影响到学生对知识的理解。龚大洁在2012年针对新人教版、苏教版、北师大版、浙科版与旧人教版高中生物教材的“绪论”,从地位及作用、编排体例和内容选择各方面进行了比较分析。通过分析多种版本的教材编写体例、内容选择等,提出对于教师做好教学设计、上好“绪论”课有很大的益处,也更容易抓住教学的重点。曹玲在2011年在《高中生物教材(中图版)特色与问题研究》一文中对中图版教材的特色和存在问题进行了分析,并对教材的修订和完善提供了参考和建议。杨型会在2013年研究了两岸高中生物必修教材编排体系的差异,其中包括教材编写体例的构建、目录内容及插图的安排、课后练习的设计等各个方面。刘学廷在2013年分析了不同版本高中生物教材中实验材料之间的差异,做出了宝贵的教学意见,深入思考这些差异的原因,可以让我们摆脱教材对思维的束缚,[4]尽快由“教教材”向“用教材教”过渡。根据学者们对国内各种版本的高中生物教材的比较,可以看出近几年国内新编教材知识体系结构发生了明显的变化;其中知识内容更注重与现代生命科学接轨;在实验内容及实验类型上有所提高。国内教材的多样化,就是要在保证统一基本要求的前提下,强化教材的逻辑性和选择性,以适应不同地区、不同学校、不同学生的需求。(三)国内外高中生物教材比较分析研究现状蔡瑞在2006年《中国与新西兰高中生物教材的比较》一文中分别分析了中国[3]李锦.谈新编高中《生物》教材的变化[J].大连教育学院学报,2000,3:63-67.[4]刘学廷.不同版本高中生物教材中实验材料差异分析[J].中学生物教学,2013,6:41-42.3\n与新西兰两套高中生物教材的特点,并从教材体系、编写特色、习题、背景等7个方面进行了比较研究。通过对实验区(广东省)的高中生物教师和学生进行综合问卷调查,对新教材在实践中实施的情况以及需要改进和完善的一些问题进行探讨。研究结果为:中国与世界生物学课程改革基本一致;生物教材做到了以人为本;体现了课程标准的理念;促进了探究性学习;重视知识内容与实际生活的联[5]系同时激发学生的求知欲。周丽威在2006年通过对中日两国高中生物学教材的比较,分别从宏观和微观的角度分析了中日旧版和新版高中生物教材,即从编排体例、栏目设置、插图比较、习题比较等几个方面进行比较分析,对我国教材的修订和课程的实施做出了相关的建议。边美英2011年对中韩两套教材内容、思想、探究活动、栏目设置方面进行对比分析后,认为我国教材在今后的修订中,应更加重视学生的生活经验,使教材内容更加生活化,使探究活动的形式更加多元化,增加教材对学生的启发性,促进教材科学探究活动的开展。教材应适当增加附加内容,以丰富教材,增加教材[6]的功能性。杨晓静2011年首先对我国的《普通高中生物课程标准(实验)》与美国《国家科学教育标准》从课程目标的设定、内容标准、评价标准三方面进行了比较分析,其次进一步将人教版教材与美版教材《生命的动力》进行比较,着重从知识体系、图像系统、评价体系、实验版块、栏目系统、网络资源的利用六个方面进行分析。比较后提出“美版教材中的实验形式比较丰富”这一观点。于远远在2011年通过对中美高中生物主流教材的比较研究,总结了中国高中生物教材知识体系系统性强;栏目设置和活动形式丰富;非常重视“情感态度价值观”等特点,建议降低习题难度,增加更多生活化的问题;降低知识的深度,增加知识的广度;建议人教版教材在内容的选取上多增添一些与人自身相关的生物[7]学知识。颜晓佳在2012年对人教版与《生命的动力》两版教材中的实验,从课标要求、实验内容、数据处理、课后扩展等方面对相同知识内容,即“分子与细胞”、“遗传与进化”和“稳态与环境”三个必修模块进行比较研究。得到以下启示:完善教材配套网络数据库资源建设,拓宽课外探究渠道,构建立体化教材;以迷你实验的模式提升验证性实验水平,强化探究思维和能力的训练;在实验中渗透环境[5]蔡瑞.中国与新西兰高中生物教材的比较研究[D].贵阳:贵州师范大学,2006.[6]边美英.中韩高中生物教材比较研究[D].大连:辽宁师范大学,2009.[7]于远远.中美高中生物主流教材的比较研究[D].西安:陕西师范大学,2011.4\n[8]保护教育,防治实验废弃物污染。颜娜在2012年通过研究人教版与《生命的动力》的比较分析,为高中生物课程教材编写提出了三点建议:首先要注重实际操作性,突出以提高生物科学素养为核心的理念;其次要增加实例与故事,兼顾知识、能力、情感态度价值观共同[9]发展;最后要丰富内容形式,注重科学探究与图文并茂相统一。丁文静2012年在比较中美高中主流生物教材实验部分的同时,对中美两国教材的课程基本理念、课程目标、课程评价及内容标准进行重点的比较,并得出结论和建议,为我国生物教材的编写提供一些参考,引起学者对生物教材中实验部分编写研究的重视,进而促进我国高中生物课程改革,推进我国生物教材研发工作。高敏在2013年通过对中美高中生物学教材中生命科学史内容的比较研究,认为生命科学史中存在一定的问题,例如:科学史材料相对独立,科学史材料相对[10]局限,内史与外史失衡等。张文硕在2014年通过对BSCS蓝皮本与我国高中生物教材中探究活动的比较,认为BSCS提供了一些有特色的探究活动,包括对于探究的探究,针对材料的纸笔探究,还安排了一些侧重方法与体验的活动。在实验的基本环节方面,人教版教材在探究活动的环节上略显僵化。提出了BSCS习题跨度小,循序渐进,并且在习题部分指导学生对活动进行分析、对数据进行处理,非常具有指导价值。是活动的重要部分。总结了BSCS更注重安全教育,有详细的实验室安全介绍,对[11]于可能出现的问题考虑的更加全面。并提供给学生意外发生后的处理方式。袁爽爽在2014年通过对人教版和《生命的动力》生物教材中网络教学资源的比较研究,总结提出,建议建以学生学为核心的配套网站;建内容充实专一、适[12]切的配套网站;建有真正网络优势特点的配套网站。朱虹在2014年通过对国内高中生物教材与美国教材生态学实验部分的比较,认为中国生物实验偏向于实验结果的得出,而美国教材倾向于将实验设置的有趣,可行性强。国内有关生态学的大多数实验往往花费的时间较长,需要的实验材料和器具也较为复杂,必须依赖专门的实验课时才能够开展,缺少一些能够在课堂[8]颜晓佳,李韶山.中美高中生物教材实验版块的比较研究[J].中学生物学,2012,12:54-56.[9]颜娜.中美高中生物教材比较研究[D].大连:辽宁师范大学,2012.[10]高敏.中美高中生物学教材中生命科学史内容的比较研究[D].西安:陕西师范大学,2013.[11]张文硕.BSCS(蓝皮本)与我国高中生物教材中探究活动的比较研究[D].长春:东北师范大学,2014.[12]袁爽爽.中美高中生物教材网络教学资源的比较研究[J].现代教学,2014,17:74-76.5\n[13]就能进行的简单易操作的实验内容。廖玙璠,2014年通过对人教版与《生命的动力》遗传部分科学内容体系的比较研究,总结得出如下结论:①两国的知识体系各有特色;②我国教材更重视生命科学史教育;③美国教材更重视科学思维方法教育;④两国教材都体现生计教[14]育意识。论文的最后,笔者基于以上结论,从教材内容的选取、教材内容的组织和教师教学三个方面提出了相关建议。郑世德,2014年通过对中美教材中科学思想的比较进行了研究,为生物教学提出以下建议:①适当拓展进化论学说的有关知识;②注重概念之间的联系;③[15]关注学生对知识的理解。温淑清,2014年对美国高中主流教材《生命的动力》中“生态学”单元与我国人教版必修三《稳态与环境》中生态部分进行对比。分析两版教材在具体内容和编排上的不同,挖掘美国教材中适合我国高中教学的素材。姚娜在2014年对中美两版高中生物学教材习题的类别、习题的类型、习题的数量、习题的难度以及习题的特点等方面进行了比较研究,对两个版本教材习题的深度、广度、背景水平以及累积难度四个方面进行比较,在研究中并没有对各版本教材本身的层次习题的比例进行深入的比较研究。不同学者对国内外高中生物教材比较分析的出发点不同,有从课标入手,从课程目标的设定、内容标准、评价标准等多方面对我国《普通高中生物课程标准(实验)》与美国《国家科学教育标准》进行了比较分析,总结出两国的课标要求,再依据课标来比较教材编写的内容;还有学者从探究实验入手,从实验内容上进行比较,得出中国生物实验重视实验结果,探究活动的环节上略显僵化,美国生物实验倾向于实验设置的过程,其内容有趣且可行性强;大多数学者重视比较教材的具体知识内容,着重从知识体系、图像系统、评价体系、实验版块、栏目系统、网络资源等多方面将国内外教材进行比较,详细地进行分析。学者们对国内外的教材比较研究,表明了中国与世界生物学课程改革是基本一致的;生物教材做到了以人为本;体现了课程标准的理念;促进了探究性学习;重视知识紧密联系实际生活以此让学生对学习生物学更有兴趣。对我国教材的课程基本理念,课程目标,课程评价提出有效的建议,为我国生物教材的编写提供一些参考,促[13]朱虹.国内高中生物教材与美国教材生态学实验部分的比较[D].南京:南京师范大学,2014.[14]廖玙璠.中美高中生物教材遗传部分科学内容体系的比较研究[D].长春:东北师范大学,2014.[15]郑世德.中美高中生物教材中科学思想的比较研究[D].西安:陕西师范大学,2014.6\n进我国高中生物课程改革,推进我国生物教材研发工作。三、研究内容(一)中国高中生物教材中国高中生物教材:人民教育出版社出版的《普通高中课程标准实验教科书》第二版教材,必修三《稳态与环境》模块中第四章至第六章生态学部分(以下简称“人教版教材”)。人教版生物教材是我国新一轮课程改革以来的最新版本,目前在全国的使用覆盖范围最广,由它代表中国教材,充分体现了中国《普通高中生物课程标准(实验)》的精髓。(二)美国高中生物教材美国高中生物教材:由美国AHarcourtClassroomEducationCompany(哈考特课堂教育公司)出版,由Holt,RinehartandWinston(霍尔特莱因哈特·温斯顿)主编的美国高中生物主流教材《ModernBiology》第五单元生态学(以下简称“美版教材”),对其进行翻译和分析。美国中学教材与资源总共458种,主要来源于四大权威教材出版公司:培生教育出版股份有限公司、麦格劳一希尔公司、霍[16]顿米夫林公司与哈考特公司,这四家公司在全美教材市场占有率高达75%。该教材在美国本土拥有很高的使用率,具有很好的代表性,充分体现了美国《国家科学教育标准》的精髓。(三)两版教材生态学部分比较本文将选择中美高中生物教材生态学部分相对应的章节,着重运用内容分析法对两者进行横向比较,包括生态学部分的教材编排、栏目设置、知识体系、实验内容、图像系统、习题系统等,对两国教材的异同和特点做出定量、定性的分析。四、研究方法(一)文献分析法对与任何学术研究来说,文献分析法都是一个很重要的途径。在本文研究过程中,笔者通过多种媒介,如中国知网、中国学术期刊,收集并阅读大量文献资料,将所搜集到的材料进行鉴别和梳理,分析与综合相结合,对所搜集资料进行充分的归纳和总结,针对目前相关的研究现状和不足之处,确立课题的研究方向[16]谢利民、钱扑主编.中小学教材比较研究[M].北京:中国人民大学出版社,2009.7\n和思路,科学地认识所研究的问题并获取和借鉴前人的研究方法,对两版教材中生态学部分进行深入的研究。(二)内容分析法本文采取的是对单一学科教材内容中某一重要主题进行分析的方法。挑出中美高中生物教材生态学部分相对应的章节,首先对美版教材进行翻译分析,再找出和我国人教版教材的异同之处,最后客观、系统的进行有效的分析。(三)比较研究法分别对人教版和美版教材生态学部分中的教材编排、栏目设置、知识体系、实验内容、图像系统、习题系统等方面进行比较,对两国教材的异同和特点做出定量、定性的分析。为本课题研究提供有说服力的理论依据。(四)案例研究法对两版教材有明显不同之处进行特殊案例分析,并结合我国与美国的课标要求,研究出一些对高中生态学部分的有效教学建议,为今后我国中学生物学教学的课程资源开发及利用中提供启示与借鉴。五、研究意义由于美国的教育吸纳和融合了世界各种不同教育思想和教育模式,并引发出各种教育创新。其教育思想之层出无穷,教育改革之千变万化,办学模式之名目[17]多样,教育质量之千差万别,都令人叹为观止,堪称世界教育的博物馆和实验园。通过笔者首先对美版教材的内容进行翻译、归纳和总结,再对中美两版教材生态学部分的比较,最后分析得出结论,整个研究过程具有以下意义:人类的活动对生态环境产生严重的影响,生态环境问题与实际生活联系密切,生态环境的保护已成为全人类共同关心的问题。教师可以参考美版教材生态学的内容,引导学生开展有关的实验、调查和搜集资料等活动,了解身边生态系统、保护身边生态环境,提高环境保护意识。学习生物学中生态学部分有助于学生理解生命活动的本质,了解系统分析的思想和方法,提高对生命系统与环境关系的认识,并为学生树立人与自然和谐发展的观念,形成生态意识和环境保护意识奠定基础。人教版教材中生态学的具体内容包括种群和群落、生态系统、生态环境的保护三部分。美版教材中包括生态学概论、种群、生态群落、生态系统和生物圈、[17]柯森.当代美国中小学课程概况[M].广州:中山大学出版社,2005.8\n环境科学五部分。通过对美版教材的介绍,可以看出美版教材的知识内容丰富,通过比较分析,可以提高我国人教版教材生态学部分中,对学科交叉、学习方法、知识深度和广度、实验等方面的重视。9\n第二章基本概念与课标比较一、概念界定(一)教材教材是教学过程中必备的基本要素之一,在教学过程中有重要的作用,教材又是教学理念和教学内容的载体,在学校教育中拥有不可被替代的地位。在教育界,学者们对教材有着不同的认识。《中国大百科全书》(教育卷)指出,教材一般有两种解释:根据一定学科任务,编选和组织具有一定范围和深度的知识技能体系。它一般用教科书的形式来反映;教材是教师指导学生学习的一切教学材料,包括教科书、讲义、讲授提纲、参考书刊、辅导材料以及辅助教材。教科书、讲义和讲授提纲是教材整体中的主体部分。布鲁纳认为:教材是传递教学内容的手段。杜威认为,教材首先由供给现在社会生活内容的种种意义所构成,所谓教材,就是在一个有目的的情境的发展过程中所观察的、回忆的、阅读的和讨论的种种事实,以及所提出的种种观念。教材直接包含在社会交往的情境之中。钟启泉认为:教材是教学过程的一个要素,包括了教师教学所利用的一[18]切素材和手段。在此意义上,教材是教授及学习的材料”,是师生之间的媒介。随着时代发展,教材的概念、内容、形式和功能都处于不断的发展之中。笔者认为,“教材”是教学的主要媒体,是教师和学生进行教学活动的重要依据。“教材”是按照课程标准或教学大纲的规定,分学科门类以及年级的顺序来编辑,包括适用于不同科目的栏目、提纲、图表、影像的资料。生物教材是教师开展生物教学活动的基本素材和学生学习的主要材料,包括生物教科书、生物教师教学用书或教学参考书、生物实验报告册和生物练习册等。生物教科书是根据国家教育领导部门编制的生物课程标准编写,在生物教材中具有权威地位和主导作用,是教学活动必不可少的一种教材。生物教科书既体现了对中学生的培养目标,又体现了生物学科的教学目的和要求。本文所说的生物教材特指生物教科书。(二)教材分析教材分析是教师在教学活动中的一项基本功,教材分析是指教师按照课标的要求,通过通读教材,熟悉教材的基本内容、知识的编排、领会教材编写内容的一[18]俞莉丹.中美英三套初中科学(生物)教材学习难度比较研究[D].上海:华东师范大学,2010.10\n个过程。教学中通过对教材的分析,需要了解教学的基本要求,把握教材的教学目的、教学重点、教学难点和教学关键点,明确对教学方法的基本要求和各种实验的安排,明确对作业的基本要求等。然后根据学生的学习情况,选择恰当的教学方法[19]和教学手段,作出可行的教学方案来。(三)教材比较比较是指根据一定标准,在两种或两种以上有某种联系的事物间,辨别高下、异同。教材比较即是按一定标准对不同教材加以对照分析,找出教材间的共同点和[20]差异点,共向规律和特殊本质,从而得出符合客观实际的结论。本文中的教材比较是针对中美高中生物两版主流教材生态学部分中教材编排、栏目设置、知识体系、实验内容、图像系统、习题系统等方面进行对比分析,找出两版教材各自的特点,得出有关两国生物教材的设计特色的结论,为今后的教材编写提供参考。(四)生态学生态学的定义繁多。例如,苏联生态学家巴佳契娃认为现代生态学是研究个体水平以上的有机体生物系统的存在与发展规律的科学。比利时生态学家迪维诺将生态学定义为是一门研究具有复杂功能的生物系统的科学。我国著名生态学家马世骏给出的定义为,生态学是研究生命系统和环境系统相互作用规律及其机理的科学。在中学生物教材中没有明确的给出生态学定义,只是介绍生态学的内容。在高中生物教学中,一般认为生态学是研究生物体与其生存环境(包括生物环境[21]和无机环境)相互关系的科学。本文所指的高中生物生态学内容,是指涉及生态学的基本概念、原理、规律及其相关现象,生态学在生活生产中的实践应用以及最新发展前景等内容。[19]刘志安.论分析教材的方法[J].内蒙古工业大学学报(社会科学版),2003,1:118-120.[20]鲁忠洁.高一学段人教版化学新旧教材的比较研究[D].重庆:西南大学,2011[21]郭明明.人教版高中生物教材中有关生态学内容的教材分析研究[D].呼和浩特:内蒙古师范大学,2015.11\n二、课标的比较(一)课程目标的比较1.我国《普通高中生物课程标准(实验)》中课程目标①获得生物科学和技术的基础知识,了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用;②提高对科学和探索未知的兴趣;③养成科学态度和科学精神,树立创新意识,增强爱国主义情感和社会责任感;④认识科学的本质,理解科学、技术、社会的相互关系,以及人与自然的相互关系,逐步形成科学的世界观和价值观;⑤初步学会生物科学探究的一般方法,具有较强的生物学实验的基本操作技能、搜集和处理信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决实际问题的能力,以及交流与合作的能力;⑥初步了解与生物科学相关的应用领域,为继续学习走向社会做好必要的准[22]备。2.美国《国家科学教育标准》中的课程目标①培养学生可以通过对自然界的了解和认识产生充实感和兴奋感;②培养学生在进行个人决策之时恰当地运用科学的方法和原理;③培养学生理智地参那些与科学技术有关的各种问题举行的公众对话和辩论;④培养学生在自己的本职工作中运用一个具有良好科学素养的人应有的知识、[23]认识和各种技能,因而能提高自己的经济生产效率。通过比较可以看出,两国课程目标注重的基本理念相似,都注重提高公民的科学素养,倡导探究性科学学习过程,面向全体学生,运用知识与科学解决身边事物,将科学转化为生产力。我国课程目标对科学理论知识、研究能力、科学态度。对学生的要求更加多一点。美国课程目标是对学生个性发展,公民在社会所需的科学素养,知识运用,提高学生思维能力,激发兴趣更加侧重。[22][24]中华人名共和国制订.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003年4月.[23]美国国家研究理事会,敢守志等译,美国国家科学教育标准[M].第1版.北京:科学技术文献出版社,1999,3:125-251.12\n(二)内容标准的比较1.我国《普通高中生物课程标准(实验)》中生态学部分内容标准及活动建议,如下表所示[24]表2-1第四章种群和群落具体内容标准活动建议列举种群的特征。探究培养液中酵母种群数量的动态变化。尝试建立数学模型解释种群的数量变动。土壤中动物类群丰富度的研究。描述群落的结构特征。调查当地自然群落中若干种生物的生态位。阐明群落的演替。探究水族箱(或鱼缸)中群落的演替。[25]表2-2第五章生态系统具体内容标准活动建议讨论某一生态系统的结构。设计并制作生态瓶。分析生态系统中的物质循环和能量流动的基调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动。本规律及其应用。举例说出生态系统中的信息传递。阐明生态系统的稳定性。[26]表2-3第六章生态环境的保护具体内容标准活动建议探讨人口增长对生态环境的影响。调查当地生态环境中的主要问题,提出保护建关注全球性生态环境问题。议或行动计划。概述生物多样性保护的意义和措施。搜集应用生物技术保护生物多样性的实例。必修三《稳态与环境》有关生态学内容包括种群和群落、生态系统、生态环境的保护三部分。生态系统通过自动调节作用,实现物质循环和能量流动的相对稳定,形成稳态。生态学部分选取有关生物与环境的知识,有助于学生理解生命活动的本质,了解系统分析的思想和方法,提高对生命系统与环境关系的认识,并为学生树立人与自然和谐发展的观念,形成生态意识和环境保护意识奠定基础。生态环境问题与实际生活联系密切,教师应通过引导学生开展有关的实验、调查和搜集资料等活动,特别是了解身边的生态系统、保护身边的生态环境的活动,提高环境保护意识。[25][26]中华人名共和国制订.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京:人民教育出版社,2003.13\n2.美国《国家科学教育标准》中生态学部分的内容标准,如下表所示[27]表2-4美国生态学内容标准内容标准构成本标准的基本概念、原理、能力科学的统一概念系统、秩序和组织;和过程证据、模型和解释;不变性、变化和测量;进化与平衡;形式与功能。作为探究过程之进行科学探究所需要的能力;确定指导着科学研究的问题和概念;科学设计并进行科学研究;运用技术和数学改进调查研究和交流;运用逻辑和证据来构造和修改科学解释和科学模型;承认并分析其他解释方案和模型;科学论点的交流和辩护。生命科学生命体的相互依赖性能量通过生态系统单向流动;生态系统的生命体既合作又竞争,这样的生态系统也许能稳定运行几百几千年。有生命的有机体具有产生规模无限大的种群的能力,但是环境和资源是有限的;人类也生活在世界的生态系统之中。生态系统中的物质、能量和组织正因为生命体的复杂性和组织性,才满足了生命体为生存而获取、转换、输运、释放和消解物质和能量的需要;生命体和种群在生态系统中的分布和繁衍受制于物质和能量的可获性以及生态系统循环使用物质的能力;物质和能量在组织层次不同的生命系统中、在生命系统与物质环境之间的流动,物质和能量在每次变化中都是守恒的。[27]美国国家研究理事会,敢守志等译,美国国家科学教育标准[M].第1版.北京:科学技术文献出版社,1999,3:125-251.14\n科学与技术从个人和社会视角所见的科学人口增长;自然资源;环境质量;自然灾害和人为灾害。在表2-4中,内容标准设置了“作为探究过程之科学”这一栏目培养了学生具备:进行科学探究所需要的能力,对科学探究的理解力;“科学与技术”这一栏目培养了学生具备:进行技术设计的能力,对科学与技术的理解力。通过选择设计任务和有关学习活动的选择培养学生的探究能力及动手能力。通过比较可以看出,虽然两国标准在课程结构上呈现出较多的相似之处,但是在具体内容标准上,二者却表现出了较多的差异。我国内容标准对具体知识点以及需要理解和学习的知识内容罗列的特别详细,有利于教师把握教学内容,操作性极强;美国标准对具体知识内容并没有一一罗列其中的知识点,教师在把握教学内容时不受框架所局限,有一定的自由,有利于教师在教学中的发挥。在美国内容标准中只是提出了学生应掌握和理解的概念、原理、能力,并没有给出对学习该部分知识时,应该开展哪些活动提出建议,留给了教师及教材编写者以较[28]大的拓展空间。但这并不意味美国在教学过程中不重视实践活动。[28]崔鸿,罗颖,王锐,中美高中生物科学课程标准的比较与思考[J].现代教育科学,2011,4,32-34.15\n第三章人教版教材与美版教材生态学部分的比较一、教材编排的对比分析人教版教材《稳态与环境》第四章至第六章中共有3章11节内容,在整本教材的第59~131页,具体内容如下:表3-1人教版教材生态学部分章节内容章章节内容第一节第二节第三节第四节第五节节数第种群和群落种群的特征种群的数量群落的结构群落的演替共4节四变化章第生态系统及生态系统的生态系统的生态系统的生态系统的生态系共5节五其稳定性结构能量流动物质循环信息传递统的稳章定性第生态环境的人口增长对保护我们共共2节六保护生态环境的同的家园章影响美版教材《ModernBiology》第五单元Ecology生态学中共有5章15节内容(Chapter19~Chapter23),在整本教材的第356~463页之间,具体内容如下:表3-2美版教材生态学部分章节内容章章节内容第一节第二节第三节第四节节数Chapter19IntroductionEcologyEcologyof共2节toEcology生态学Organisms生态学概论生物生态学Chapter20PopulationsUnderstandingMeasuringHuman共3节种群PopulationsPopulationsPopulation理解种群的概测量种群Growth人口数念量的增长16\nChapter21CommunitySpeciesPropertiesofSuccession共3节EcologyInteractionsCommunities群落演替生态群落物种之间的相群落的特点互作用Chapter22EcosystemsEnergyTransferEcosystemTerrestrialAquatic共4节andthe能量传递RecyclingEcosystemsEcosystemBiosphere生态系统的陆地生态系统s生态系统和物质循环水域生态生物圈系统Chapter23EnvironmenHumansandtheTheTakingAction共3节talEnvironmentBiodiversity采取行动Science人类和环境Crisis环境科学生物多样性危机由表3-1和表3-2可以看出,人教版教材直入主题,大多的生态学知识点在第四章和第五章呈现,在第六章关于“生态环境的保护”方面的内容用的笔墨较少。美版教材首先向学生呈现的是生态学概论,围绕着“什么是生态学”的主题展开,对什么是生态学,什么是生态系统以及生态学的研究方法,进行了介绍;接着继续介绍有关生态学中种群、群落、生态系统几大板块的具体内容;最后运用三小节有关环境科学的知识内容向学生介绍了人类和环境的关系、生物多样性的危机以及如何采取行动保护环境。通过比较可以看出,美版教材关于生态学部分是从生态学的基本概念入手,再指出学习生态学的关键,最后介绍生物体与环境的关系,让学生意识到学习生态学的重要性,从自身出发,思考如何保护环境,保护我们的生态系统;这样学生学习的主动性和目的性会更强。而人教版教材注重知识内容的逻辑,结构很严谨,开门见山的介绍生态系统中的种群和群落,再介绍生态系统的稳定性,最后总结了生态环境的保护,这样的编写设计重视了内容的前后衔接,最后达到学习教材的同时让学生的情感态度与价值观得到提高。二、教材栏目设置的对比分析教材栏目指教材中相对独立的信息单元,是按照一定内容进行编排和布局的表现形式,它的作用是有助于教材内容的延伸和补充,使内容更加丰富,在帮助17\n[29]学生理解学科知识的同时,锻炼学生的思维能力。两版教材设置栏目的数量和名称有很大差别,如表3-3所示,表3-3两版教材栏目的名称人教版教材栏目名称美版教材栏目名称对应中文名称1.问题探讨1.FocusConcept1.概念聚焦2.本节聚焦2.WordRootsOrigins2.词语起源3.思考与讨论3.QuickLab3.迷你实验4.资料分析4.internetconnect4.网络链接5.练习与自我检测5.sectionreview5.本节回顾6.实验6.chapterreview6.本章回顾7.与社会的练习7.ChapterInvestigation7.实验调查8.想象空间9.科学·技术·社会10.本章小结(一)人教版教材栏目设置的特点人教版教材《稳态与环境》的栏目设置主要有以下几种:问题探讨、本节聚焦、思考与讨论、资料分析、练习与自我检测、实验、与社会的联系、想象空间、科学·技术·社会、本章小结等。1.问题探讨这一栏目出现在各节题目下方,正文之前,用于每节课程的导入。在稳态与环境生态学这部分内容中,共有11个问题探讨用于11节课程的导入。“问题探讨”的内容一般都会从一个日常生活中现实的事物出发,提出一两个与本节课程相关的问题且不直接给出答案,从而激发学生的好奇心和求知欲。这一栏目也为教师提供了课前导入的素材,可以自然而然的将学生带领到本节知识的内容中,降低学生对新知识的厌学感,通过教师的引导和学生的配合,为每一节课程做了一个热身。这一栏目的设置体现了科学起始于探究,探究起始于问题的思想,学生对问题的思想大多数来源于生活。该栏目的设置体现了我国教材“注重与现实生活的联系”这一课程理念。2.本节聚焦本节聚焦是位于每一节问题探讨下方的正文第一段旁边的一个栏目,里面会有两三个问题,这些问题没有“问题探讨”中的问题那么生活化,而是提出本节课将要学习的重难点。这一栏目的问题大多包括生态学概念及名词解释,使学生明确学习目标,使老师明确教学侧重点。在学习新内容后,学生回顾本节[29]文莹.中美高中生物教材(人教版和培生版)比较研究[D].天津:天津师范大学,2014.18\n聚焦的问题可以对学过的知识点进行自我检测。3.思考与讨论该栏目中提出的问题比较详细且具有引导性,一般都配有图片或小实验,并针对于上文所描述的基本概念和基本原理的重要内容进行的提问,如:“上述资料中涉及哪些科学的知识和方法?这对你理解生物科学的发展有什么启示?”这种类型的问题。这一栏目设置的出现活跃了学生的思维,培养了学生的求异思维和发散思维,充分体现了课程标准中培养学生“分析问题,阐明与研究该问题相关的知识,处理信息的能力”等科学探究的能力。4.资料分析在生态学这部分中,共有5个资料分析穿插在4节课程内容中。这一栏目中的资料内容是与现代日常生活、科学、生产和社会密切相关的,既锻炼了学习者分析和提取信息的能力,又使学习者将新学到的知识与生活实际紧密结合到一起,体现了课程标准中“注重与现实生活的联系”这一理念。资料分析的问题多数是让学生运用表格、曲线图等图像对数据进行整理并加以分析和总结,这一设置,培养了学生“运用准确的术语、图表总结研究方法和结果”的能力。5.练习与自我检测这两个栏目都是与习题相关的栏目。“练习”这一栏目一般位于每一节的最后,一般会设置“基础题”和“拓展题”两种形式的习题。“基础题”是帮助学习者巩固该节的知识点。“拓展题”是将本节内容的知识点伸展成一个小实验,锻炼学生的独立完成实验操作的能力;或是通过社会自然现象,让学生利用本节所学习的知识解释这一现象,锻炼了学生对知识的回忆和再认,并培养学生把知识与实际生活建立联系的能力。“自我检测”也属于习题类型的栏目,位于每章小结的末尾,设置了“概念检测”“知识迁移”“技能应用”“思维拓展”这四种形式的习题,这四种习题的设置帮助学生巩固整章知识点,有利于达到学生对整章知识的综合性识记和理解。其中“自我检测”题目与“练习”中的题目相比,问题内容更加有深度。这两种有关习题栏目设置,可以有效的帮助学习者在学习后巩固详细的知识点,也可以帮助教师梳理教学内容,习题的出现让教师和学生更容易的掌握了高中课程的重点、突破教与学的难点。6.实验这一栏目分为探究实验、调查实验和制作三种。在人教版《稳态与环境》整本教材中,共有11个实验,而后三章生态学部分占有6个实验,达到实验总数的54%。6个实验内容如下:①探究实验:用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度②探究实验:培养液中酵母菌种群数量的变化③探究实验:土壤中小动物类群丰富度的研究④调查实验:调查当地农田生态系统中的能量流动情况⑤探究实验:土壤微生物的分解作用⑥制作:设计并制作生态缸,观察其稳定性。这些实验的设置,可以让学生通过实验更轻松理解生物原理,更容易的运用生态学19\n知识解释实验现象。其中探究实验是通过设置问题情境和给出探究思路来引导学习者进行自主探究;调查实验是让学习者实地考察,观察现实生活中有关生态系统的实际情况,对现实发生的事情总结并提出建议,最后撰写调查报告。制作实验是通过已给出的实验目的、基本原理、实验材料、方法步骤让学生制作实验,并观察实验现象,总结实验结果得出结论。这三种有关实验栏目的设置都充分体现了课程标准中“倡导探究性学习”这一理念。7.与社会的联系这一栏目在人教版《稳态与环境》整本教材中,共出现8次,生态学部分出现了5次,占整本教材的62.5%,说明人教版教材注重生态学部分与社会的联系。这一栏目出现在正文的中间部分,编排时用黄色背景凸显出与正文的内容不同,提示学生在学习知识的过程中,需要关注的社会现象与问题。这一栏目的设置体现了课程标准中“注重与现实生活的联系”,让学生在现实生活的背景中学习生物学。8.想象空间这一栏目会在正文的一侧,举出实例并给与假设,出现类似“假设没有....将会引起怎样的影响?”和“给与你怎样的启示?”这些问题,帮助学生实现知识的迁移,培养学生运用理论知识联系实际的能力;给学习者提供了独立思考的空间,培养了学生的创新能力;让学生意识到生物科学的价值,从而乐于学习生物科学,在学习过程中养成质疑、求实、创新及敢于实践的科学精神和科学态度。9.科学·技术·社会这一栏目的整体功能主要是反映科学、技术、社会的互动,体现科学技术的价值。它强调了生物科学和技术与社会的紧密联系,以及生物科学技术在社会生活、生产和发展中的应用。栏目中包含了一些与生物学相关的职业信息,为学生的职业选择提供一些借鉴;栏目中还有生态学的应用,这不仅是一种科普,而且还将书本上的知识与生物技术和社会生活结合到了一起,使学习者切实的感受到科学就在身边,科学与技术的进步和社会的发展息息相关,进而理解所学知识的价值和学习的意义,从而完成对学生进行STS教育的目标。10.本章小结这一栏目是每一章的倒数第二个内容,出现在自我检测习题之前,是对整章知识点进行梳理和总结。首先,运用说明文的方式把所有的知识点进行穿插说明,使学生更加明确本章的知识重点;其次,总结了研究本章内容的科学方法,如:调查种群密度的方法有样方法和标志重捕法等;最后,让学生认识科学的本质,理解科学、技术、社会以及人与自然相互关系,逐步形成科学的世界观和价值观,让情感态度与价值观得到升华。在本章小结的最后都有“网络登录”这一环节,内容是列出与本章内容相关的网站网址,培养学生利用互联网获取信20\n息的能力。(二)美版教材栏目设置的特点美国教材《ModernBiology》第五单元Ecology(生态学)中的栏目数量上没有人教版多,主要有以下几种:FocusConcept(概念聚焦)、WordRootsOrigins(词语起源)、QuickLab(迷你实验)、internetconnect(网络链接)、sectionreview(本节回顾)、chapterreview(本章回顾)、ChapterInvestigation(实验调查)。1.FocusConcept(概念聚焦)概念聚焦是位于每一节开头,出现在正文两侧的一个栏目,里面会有一两个的名词解释,内容一般为该节课的重点。使读者带着问题去学习,明确学习重点,增强读者学习的目的性。此栏目相当于人教版教材中的本节聚焦,但与人教版不同的是聚焦的内容是词语或短句。人教版的问题探讨会引发学生的思考,而美版的词语和短句简明的告诉了学生研究的对象。2.WordRootsOrigins(词语起源)词语起源是位于每节正文两侧的一个栏目,讲解的是有关本节内容重点词语的古老起源,一般内容为:意味着....源自于古希腊.....。本栏目可以让学生了解到生物学是一门拥有悠久历史的学科,同时也了解了科学发展史,开阔了学生学习的眼界。人教版教材没有这一栏目的设置。3.QuickLab(迷你实验)这一栏目在5章内容中出现过6次,每个实验都是简短几个步骤就可以看出实验结果的小实验,伴随着小实验,可以让学生很容易理解本节讲授的内容,实验最后会以一个问句结束,一般让学生尝试用不同的方法再做一次实验并观察有何现象,观察结果并总结结论。在正文过程中穿插实验可以清晰的表达学习内容和学习目的,让学生更有效的明确本节课的学习目标,总结新课的知识点和重难点。人教版教材没有这一栏目的设置。4.internetconnect(网络链接)这一栏目与人教版教材中的网络资源相似,人教版把网络资源放在本章小节后,供学生登录网址进行查阅资料,美版教材的网络连接是出现在正文两侧,伴随新知识的出现提示学生登录网址查询该知识点有关的详细资料。相比较,美版教材最突出的特点是注重对网络资源的有效利用,借助网络数据库,提示学生输入哪些关键词语,针对详细的网络内容查阅与本课相关的知识点,发挥了网络科技中知识更新的优势,提高学生的信息素养。有些网站中更是呈现出网络实验,网站的亮点就是数据资源,可以看到有关老师或学生整理之后上传的数据表和实验结论,这种无限制的分享,开阔了学生的眼界。这一栏目给予学生获得知识更好的平台,让学生了解到除了教材以外的新知识,扩大了学习的范围。5.sectionreview(本节回顾)这一栏目是教材中每一节的最后一部分内容,与人教21\n版教材中每节的课后练习栏目相似,但人教版教材中练习题虽然题的数量不多,却包含选择、判断、简答和讨论等多元化的习题样式,美版教材本节回顾中每一节都是包含5个简答题和一个重要思考题,题目样式虽然过于单一,但涵盖知识面广。6.chapterreview(本章回顾)这一栏目属于教材中每一章最后总结部分的内容,与人教版教材自我检测栏目相似。其中,人教版自我检测中包括概念检测、知识迁移、技能应用、思维拓展等题型;而美版教材中本章回顾里与人教版相同的是有选择题、概念综述题、分析材料题、简答题;不同的是美版教材还有多项选择题和一些简单的词汇提示,多项选择题是为了判断学生对已学过的知识记忆得是否扎实;简单的词汇提示是为学生翻阅其他书籍或浏览网站提供最基本的词汇,让学生获取更详细的除教材以外的知识点。这一栏目设置相比人教版教材可以为学生提供更多的自己独立学习的空间。7.ChapterInvestigation(实验调查)这一栏目是教材中每一章最后一个内容,都是一个大实验。详细的向学生呈现出实验的目标、材料、背景知识、步骤、分析、结论及最后进一步的研究准备工作。在实验的过程中,如果是对比实验,教材中会给出A、B、C几个部分的对照供学生观察。如果是社会调查实验,教材中会提供相应的调查表格。这一栏目和人教版教材中实验栏目相似,但美版教材中给出实验的目标、背景知识及准备工作是人教版教材中没有单独设置的,这一细节体现了美版教材编写的人性化。三、知识体系的对比分析(一)知识点框架1.人教版教材表3-4人教版教材生态学部分章节知识点章节知识内容详细知识点第4章4-1①种群密度(最基本):出生率、死亡率、迁种群和种群的特征入率、迁出率1.种群特征群落②年龄组成:增长型、稳定型、衰退型③性别比例2.种群密度的测量样方法(植物和运动能力较弱的动物)、标志重方法捕法(运动能力强的动物)探究实验用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度22\n4-2①“J”型增长:增长率保持不变种群数量的变化条件:理想状态下,生物生存空间、食物充足生物新迁到一个新的环境中。1.种群的数量变化②“S”型增长:在自然条件下,资源和空间都曲线是有限的;条件:食物和空间条件充裕、气候适宜、没有敌害。K值(环境容纳量):在环境条件不受破坏的情2.K值况下,一定空间中所能维持的种群的最大数量3.丰富度群落中物种数目的多少叫做丰富度探究实验培养液中酵母菌种群数量的变化4-31.种间关系的比较①捕食群落的结构②竞争③寄生④互利共生2.群落的空间结构①垂直结构(分层现象):a.植物与光照强度有关b.动物与食物和栖息地有关②水平结构:镶嵌分布探究实验土壤中小动物类群丰富度的研究4-41.演替演替:随着时间的推移,一个群落被另一个群落群落的演替代替的过程。人类活动往往会使群落的演替按照不同于自然演替的速度和方向进行2.初生演替初生演替:是指在一个从来没有被植物覆盖的地面或者是原来存在过植被,但被彻底消灭的地方发生的演替。沙丘、火山岩、冰川泥上进行的演替。第4章4-43.次生演替次生演替:是指在原有植被虽已不存在,但原有种群和群落的演替土壤条件基本保留,甚至还保留了植物的种子或群落其它繁殖体的地方发生的演替。火灾过后的草原、过量砍伐的森林、弃耕农田上进行的演替。第5章5-11.生态系统的组成①非生物的物质和能量:阳光、热能、水、空气、生态系成分无机物23\n统及其生态系统的结构②生产者:自养生物,主要是绿色植物,硝化细稳定性菌③消费者:绝大多数动物,除营腐生动物④分解者:能将动植物尸体或粪便为食的生物(细菌、真菌、腐生生物)2.食物链和食物网许多食物链彼此相互交错链接成的复杂营养结(营养结构)构,就是食物网。5-2①生产者固定太阳能的总量生态系统的能量②生态系统某一营养级(营养级≥2)1.生态系统总能量流动③能量来源:上一营养级来源④能量去处:呼吸作用、未利用、分解者分解作用、传给下一营养级单向流动、逐级递减2.能量流动的特点(能量在相邻两个营养级间的传递效率:10%~20%)①可以帮助人们科学规划,设计人工生态系统,3.研究能量流动的使能量得到最有效的利用意义②可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系调查实验调查当地农田生态系统中的能量流动情况第5章5-3生态系统的①碳在无机环境中的存在形式:二氧化碳、碳酸生态系物质循环盐1.碳循环统及其②碳的循环形式:二氧化碳稳定性③碳在生物之间的传递形式:有机物④特点:反复的出现,循环的利用;具有全球的性质。①不同点:在物质循环中,物质是被循环利用的;能量在流经各个营养级时,是逐级递减的,而且2.能量流动与物质是单向流动的,而不是循环流动循环之间的异同②联系:a.两者同时进行,彼此相互依存,不可分割b.能量的固定、储存、转移、释放,都离不开物24\n质的合成和分解等过程c.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动;能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返第5章3.景观设计师职业前景广阔生态系探究实验土壤微生物的分解作用统及其5-4生态系统的①物理信息:通过物理过程传递的信息,光、声、稳定性信息传递温度、湿度、磁力②化学信息:生命活动中产生的可以传递信息的1.生态系统中的化学物质;植物的生物碱、有机酸等代谢产物,信息种类动物的性外激素。③行为信息:动物的特殊行为,在同种或异种生物之间传递信息。(孔雀开屏、蜜蜂跳舞、求偶炫耀)①生命活动的正常进行,离不开信息的传递;生2.信息传递在生物种群的繁衍,也离不开信息的传递态系统中的作用②信息还能够调节生物的种间关系,以维持生态系统的稳定3.信息传递在农①提高农产品和畜产品的产量业生产中的应用②对有害动物进行控制5-5生态系统的①生态系统所具有的保持或恢复自身结构和功能稳定性1.生态系统的稳相对稳定的能力。定性②生态系统具有自我调节能力,而且自我调节能力是有限的。①抵抗力稳定性:生态系统抵抗外界干扰并使自身的结构和功能保持原状的能力②恢复力稳定性:生态系统在受到外界干扰因素2.生态系统的稳的破坏后恢复到原状的能力定性分为③一般来说,生态系统中的组分越多,食物网越复杂,其自我调节能力就越强,抵抗力稳定性越高,恢复力稳定性越差3.提高生态系统①控制对生态系统干扰的程度,对生态系统的利25\n稳定性的方法用应该适度,不应超过生态系统的自我调节能力②对人类利用强度较大的生态系统,应实施相应的物质、能量投入,保证生态系统的内部结构和功能的协调制作实验设计并制作生态缸,观察其稳定性。第6章6-1人口增长对1.全球性生态环主要包括全球气候变化、水资源短缺、臭氧层破生态环生态环境的影响境问题坏、土地荒漠化、海洋污染和生物多样性锐减等。境的保这些全球性的生态问题,对生物圈的稳态造成严护重威胁。2.生物多样性生物圈内所有的植物、动物和微生物,它们所拥有的全部基因以及各种各样的生态系统,共同构成了生物多样性。生物多样性包括:物种多样性、基因多样性、生态系统多样性3.生物多样性的①潜在价值:目前人类不清楚的价值价值②间接价值:对生态系统起重要调节作用的价值(生态功能)③直接价值:对人类食用、药用和工业原料等实用意义的,有旅游观赏、科学研究和文学艺术创作的价值6-2保护我们共1.关注全球性生同的家园态环境问题2.保护生物多样①就地保护:在原地建立自然保护区及风景名胜性的措施区。②易地保护:把保护对象从原地迁出,在异地进行专门保护。③其他的建立精子库、种子库等利用生物技术对濒危物种的基因进行保护,利用人工受精、组织培养和胚胎移植等生物技术,对珍稀濒危的物种保护。课外实践搜集我国利用生物技术保护生物多样性的资料26\n2.美版教材表3-5美版教材生态学部分章节知识点章节知识内容详细知识点第19章19-11.当今的环境①人口爆发生态学概生态学②第六次历史上大规模灭绝论③臭氧层④气候变暖2.各组织级别①生物圈②生态系统③群落和种群3.学习生态学的关①对生态系统的干扰键②学习生态学主要是以研究生物体之间的相互联系为中心4.研究生态学的模式19-2生物生1.生物和非生物因①环境变化态学(生物素②环境改变的回应体和环境的③气候适应关系)④控制内部的环境⑤从不适应环境中逃脱⑥资源2.生态位①生态位的多样性②生态位分异(生态位“Niche”源自法文,初译为“营巢”)实验调查栖息地选择的方式第20章20-11.理解种群①种群数量的特点种群了解种群②种群的规模20-1③种群密度了解种群④分散度2.种群动力学①年龄结构②死亡模式20-21.种群的增长速度种群测量2.指数模型①建立在指数型增长中的预测27\n②指数型增长的局限3.Logistic增长曲这个曲线不是真正的种群数量,而是研究种群数量线增长及变化的工具(Logistic增长曲线又叫做逻辑斯蒂增长曲线)4.种群调节①种群起伏波动②小种群的危险③密度依赖因素④非密度依赖因素20-3人口数量增长历史①农业发展人口数量增②人口爆炸(人口爆炸最终会停止,但取决于我们加如何理性明智的利用资源,这个时候地球的生态系统的生产能力不会受到折损。)③当今社会的人口增长实验调查酵母菌落的研究第21章21-1物种之1.捕食①捕食、捕食者和自然选择(自然选择,是进化中生态群间的相互作的主要的机制,该机制会促进捕食者寻找食物,捕落用食以及最后消化掉猎物。)②拟态:是在对抗捕食者,欺骗这种最重要的方法。③植物与食草动物相互联系2.寄生寄生是一种类似于捕食的一种种间关系,这种关系对于某个物种有利,对于另一个物种有害。①体外寄生②体内寄生③寄生以及寄主的进化④寄生的适应性3.竞争竞争是由于生态位的叠加所导致,资源在两种或者更多物种中是有限的。有些植物会将毒素释放到土壤里,这样抑制附近的植物生长。常见的是,一个物种会较为高效的使用资源,给其他物种更少的资源。①竞争的研究:苏维埃,第一名在实验室研究竞争的生态学家28\n②竞争的研究:JoesphConnell,1960年在苏格兰海岸研究藤壶,代表新一代野外竞争机制③自然选择(竞争是影响群落的重要因素,自然选择通常使竞争者处于重叠状态,这个现象叫做性状替换。)4.共生和共栖①共生:是物种之间根据其利益所建立的共同合作的关系。②共栖:是某一个物种本身不受到伤害,并且给其他物种带来利益的方式。第21章21-2群落属物种丰富度以及多物种丰富度是随着纬度的变化而变化的,物种丰富生态群性样性度在热带雨林是最高的。落①物种丰富度的模式②物种与区域的影响③物种相互作用于物种丰富度的联系④群落的稳定性21-31.群落中的演替①初生演替群落演替②次生演替③初级自然演替④次级群落演替2.群落演替的复杂生态学家认为:单一的群落结构组成的顶级部落过性于简单。实验调查根瘤的固氮作用第22章22-1能量传1.生产者生产力的测量生态系递2.消费者统和生3.能量流动①食物链与食物网物圈②能量传递的总量③短食物链22-2生态系1.水循环统的循环2.碳循环人类对于碳循环的影响3.氮循环氮重复循环29\n22-3陆地生七个主要的生物①苔原态系统群落②针叶树林地带③温带落叶林④温带草原⑤沙漠⑥热带草原⑦热带雨林22-41.海洋①潮间带区域水域生态系②浅海区域统③海洋区域④河口区域2.淡水①湖泊和池塘②河流和小溪实验调查构建和比较生态系统第23章23-1人类和1.全球不同地区的ElNino环境科环境联系尼尔尼诺现象:指一种东太平洋赤道区海水异常变学化的极端情况,是全球气候和海洋环境异常的一种信号2.人类活动对全球①臭氧含量的下降系统的影响②二氧化碳的增加③二氧化碳浓度上升造成的影响3.未来人口的增长研究说明介绍空中的环境监测系统23-2生物多1.生物多样性生物多样性是指各种有机体在特定区域内多样性的样性危机总称2.测量生物多样性①生物多样性的减少②如何保护生物多样性3.生物多样性的重要性23-3付诸1.保护生物多样性行动2.保护候鸟拯救危险的栖息地30\n3.狼的放归狼的重新引入计划4.沼泽生态系统的恢复5.采取相关措施实验调查调查热污染的影响(二)知识点深度和广度由于两国编写教材依据的课程标准不同,因此,知识点的深度和广度都分别有各自的特点。1.知识点深度的比较分析根据表3-4和表3-5的比较,在美版教材中可以找到许多人教版没有涵盖的知识点:比如在“种群的测量”的内容里增加了“种群调节”;在“群落的演替”里两版教材中都包含“初生演替”和“次生演替”两个知识点,但美版教材中增加了“初级自然演替”和“次级群落演替”;在“物种之间相互关系”中除“捕食”、“竞争、“寄生”、“共生”、四种种间关系以外,美版教材增加了第五种“共栖”关系,这一知识点更详细的区分了物种之间的关系,更加突出了种间关系给生态群落造成的影响;在“生态系统的物质循环”中不仅仅只有“碳循环”的内容,还并列提出了同等重要的“水循环”和“氮循环”,而我国高中生所了解的“氮循环”内容,是教师在课余时间提出的供学生了解的知识点,或者学生们在练习册知识拓展部分看到并了解的有关知识。美版增加的这些知识一般都是我国大学生物专业的教材内容,可见美版教材在知识点的深度上仍是倾向于难度较深的内容,深度高于人教版教材。2.知识点广度的比较分析两国教材在生态学的基础知识上都有一定程度的拓展,具有一定的知识广度,但两者侧重点不同。根据表3-4和表3-5所列出的人教版教材与美版教材的详细知识点一栏中,通过比较分析,可以找到很多相同的基础知识,例如:有关“种群”这一节内容中都提到了“种群密度”的出生率、死亡率,但在人教版教材中侧重的是种群密度的计算,教材中呈现了“样方法”和“标志重捕法”两种方法计算种群的密度;而在美版教材中侧重的是种群密度导致的结果及对生态环境的影响。人教版教材注重对知识的全方面认识与了解,对知识的选取难易适中,符合我国多数学生的知识基础,对于一些较难的内容也做了选学或选做的灵活安排,从而满足不同学生的需求。美版教材注重的是人文方面的培养,在生态学内容中首先向学生呈现的是生态学概论,围绕着“什么是生态学”的主题展开,对什么是生态学,什么是生态系统以及生态学的研究方法,进行了介绍,可以看出,美31\n版教材注重知识的来源。在教材正文知识点中,美版教材还伴随介绍了学科的交叉,尤其在第22章生态系统中,多次介绍了有关地理的知识,直接联系到与环境和自然规律的知识点。可以看出,美版教材内涉及涵盖的有关生态学的知识点更加广泛。四、实验内容的对比分析(一)人教版生态学实验内容表3-6人教版生态学实验内容章节实验类型实验内容第四章第1节探究实验用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群和群落种群的特征种群密度第2节探究实验培养液中酵母菌种群数量的变化种群数量的变化第3节探究实验土壤中小动物类群丰富度的研究群落的结构第五章第2节调查实验调查当地农田生态系统中的能量流动情生态系统及其生态系统的能量流动况稳定性第3节探究实验土壤微生物的分解作用生态系统的物质循环第5节制作实验设计并制作生态缸,观察其稳定性生态系统的稳定性由表3-6可以看出,人教版教材有关生态学内容共有6个实验,分为探究实验、调查实验和制作三种。探究实验是通过设置问题情境和给出探究思路来引导学习者进行自主探究;调查实验是让学习者实地考察,观察现实生活中有关生态系统的实际情况,对现实发生的事情总结并提出建议,最后撰写调查报告。制作实验是通过已给出的实验目的、基本原理、实验材料、方法步骤让学生制作实验,并观察实验现象,总结实验结果得出结论。这三种有关实验栏目的设置都充分体现了课程标准中“倡导探究性学习”这一理念。32\n(二)美版生态学实验内容表3-7美版生态学实验内容章节实验类型实验内容Chapter1919-1生态学迷你实验建构温室效应生态学概论本章实验调查研究栖息地的选择方式Chapter2020-3人口数量的增长迷你实验论证人口的双倍爆发种群本章实验调查研究酵母菌落的研究Chapter2121-1物种之间的相互作用迷你实验分析捕食生态群落本章实验调查研究根瘤的固氮作用Chapter2222-2生态系统的物质循环迷你实验建构土地水域生态系统和生物圈本章实验调查研究构建和比较生态系统Chapter2323-1人类和环境迷你实验估算二氧化碳的产生环境科学本章实验调查研究调查热污染的影响由表3-7可以看出,美版教材有关生态学内容共有10个实验,在每章中穿插“迷你实验”,这个栏目中都是操作方便的小实验,例如在第21章研究生态群落中物种之间的相互作用时,出现这样一个“迷你实验”:分析捕食材料:4.1米的细绳,4个木桩,40个有颜色的牙签,秒表或厨房计时器,米尺。程序:1.用细绳和木桩围出一个一米见方的草地区域2.一个搭档将牙签任意随处分散在草地上,另一个搭档将在一分钟的时间内捡起牙签,越多越好,一个人一次,重复这过程直到每一组都完成五次。3.在数据表中,记录你的那组结果分析:你拿的哪一个颜色的牙签最多?哪个颜色最少?你如何解释这一现象的不同?正如例子中的实验一样,迷你实验都是给出材料,通过很简单的步骤让学生在较短的时间内完成程序,做出实验,观察结果并加以分析。在这些迷你实验中,通过简单的方式锻炼了学生的探究学习能力,这些能力包括:运用数学模型调查和研究、运用逻辑和证据来构造科学的解释和科学模型等等。这些实验的设置既体现了美国生态学的内容标准的要求,同时培养了学生学习生态学过程中最基本33\n的能力。美版教材每章结束有一个本章实验,叫做调查实验,相当于人教版中的“探究实验”。实验中都给出了详细的实验内容,其中包括:实验目标、实验过程、实验材料、实验背景、对比实验及分析和结论。这些详细的内容,不仅提示学生实验过程的严谨,还锻炼了学生利用什么样的学习方法来进行探究实验,最后理解实验目的,找出实验原理,运用生物生态学知识准确的分析实验结论。(三)两版教材生态学实验比较分析从有关生态学实验数量上来看,人教版教材共6个实验,美版教材共10个实验,美版教材比人教版教材实验数量多。除本章实验外,美版教材单独设置了“迷你实验”这一栏目,这些实验都是紧密联系生活、操作性简单的小实验。这些小实验代替了人教版教材中大多的文字描述,通过实验内容,更生动的解释了有关生物学中生态学的基本原理和生态现象。从有关生态学实验的内容上看,美版教材中的实验内容,包括实验目标、实验过程、实验材料、实验背景、对比实验及分析和结论。人教版中包括提出问题、作出假设、讨论探究思路、制定计划、实施计划、分析结果、得出结论、最后表达和交流实验结论进行解释并进一步探究。两版教材生态学实验部分内容步骤详细,设计思路巧妙,在实验的同时,锻炼了学生的动手能力,利用所学的知识活学活用在实验当中,让学生将知识在实验中举一反三,真正的做到了利用实验探索真理的过程。两版教材的实验内容名称不同但目的相同,都是通过实验来锻炼学生,让学生在探究性学习的同时,达到课标中内容标准的要求。五、图像系统的对比分析教材中图像系统的布置对阅读者的是否选择继续阅读这本教材有着很大的影响。图像与文字相比,给人更加直观的逼真和真实的感觉,可以激发学生兴趣,[30]兼备发展学生智力,培养学生能力和情感,引导学生获得科学方法等功能。当代认知心理学研究证明,有些儿童通过视觉较容易认识和记忆所要学习的内容,[31]有些通过听觉较容易认识和记忆所要学习的内容。图像系统的编排可以对教材中的文字进行补充说明,使教材内容更加形象,使教材知识点易于理解,使阅读者的大脑想象的知识内容定格在丰富的图片中。中美两版教材在图像系统上都做[30]Schuta,P.A.EmotioninEducation[M].上海:华东师范大学出版社,2010.[31]吴志华.生物教材图像系统应体现能力培养目标关于新版生物教材图像系统能力培养结构的分析[J].学科教育,2003,12:35-40.34\n了详细的编排,图像的运用体现了各国的文化特色。(一)图像的类型和数量1.图像的类型对于有关生物教材的图像,可以从不同的角度区分。从表现形式上看,图像可分为实物图,包括人物图、景观图(植物、动物、自然景观)、显微照片。这类图取自实物实景,能客观地表现生物的结构和现象,具有真实性的说服力。模式图,是指呈现生物主要结构和形态特征的图,有利于学生认识和理解生物基础知识和原理。示意图,是指表示生物机理、现象和生物关系以及生物研究方法及步骤的图。表格图,是指以表格形式传达生物信息的图。统计图,包括饼状图、曲线[32]图、柱状图等,定量地表示某些比例关系,科学严谨地培养学生分析问题的能力。2.图像的数量的比较分析从图像的数量来看,人教版教材《稳态与环境》第四章共有46副图片、第五章共有44副图片、第六章共有25副图片,由于人教版必修三的内容和生态学有关,所以显微摄影实物图极少,大多是有关景观的实物照片,从类型上区分图像的数量如下:表3-8人教版生态学图像类型和数量图像类型图像数量(副)占图像系统百分比(%)实物图人物66052.17%景观54模式图1714.78%示意图2219.13%表格图54.35%统计图119.57%图像总数115100%美版教材第5单元生态学部分的图像也相当丰富,在图像类型上与人教版基本一致。在美国教材第5章107页的篇幅中,共有19个117副图片。从类型上区分图像的数量如下:表3-9美版生态学图像类型和数量图像类型图像数量(副)占图像系统百分比(%)实物图人物36152.14%景观58[32]杨晓静.美国高中生物学教材Biology.TheDynamicsofLife的分析研究[D].南京:南京师范大学,2011.35\n模式图1916.24%示意图54.27%表格图54.27%统计图2723.08%图像总数117100%由表3-8和表3-9可以看出,人教版教材共有115副图片,美版教材共有117附图片,两版教材的实物照片均占52%左右,景观图片最多,有利于学生可以更加直观地学习生态学部分内容。模式图、表格图运用不多。人教版重视示意图的使用,其中示意图共22副,占人教版图片总量的19.13%,示意图是在正文中出现并伴有介绍和解释的图片,说明我国重视通过图像系统帮助学生理解生物机理、现象、生物关系、生物研究方法及步骤,有效的提高了学生理解生物原理的能力。在美版教材中重视统计图的使用,统计图共有27副,占图片总量的23.08%,这些图片包括曲线图和柱状图,都是放在正文两侧,图片的内容更直观的表现出实验结果及调查结果的变化,可以帮助学生分析实验结果及调查结果,对学生学习起到帮助分析的作用,体现了美国课程标准中培养学生科学严谨的分析数据能力的理念。(二)图像的内容的比较分析两版教材的图像在类型和数量上相差的并不悬殊,但是在图像内容上却有较大的差别。如下表所示:表3-10两版教材图像内容知识点人教版教材图像内容美版教材图像内容种群密度种群的空间特征种群动力学36\n种群数量的增长“J”型曲线指数型增长曲线“S”型增长曲线Logistic增长曲线种间关系捕食捕食、竞争、寄生、互利共生寄生竞争(藤壶)和共生37\n演替初级演替演替次级演替初级群落演替38\n生态系统的物质循环碳循环碳循环氮循环水循环通过表3-10可以看出人教版教材除了流程图之外,其他图像都是单张出现的,很少以对比的形式或是图组的形式出现。美版教材的模式图和示意图多采用流程图和图组的形式出现。图组的出现简明清晰的展示了知识点内容,更直观的表达39\n了生物现象和生物关系。例如表3-10中生态系统的物质循环这一知识点,美版教材是由三张模式图组成的图组出现,分别展示碳循环、氮循环、和水循环的各自循环方式,更直观的让学生马上找到三种循环方式的不同。所以,在图像内容上,美国教材所注重的图组形式,要比中国教材注重的单张形式要更利于学生学习。六、习题系统的对比分析习题是教材的重要组成部分,每个学科的教材中习题的设置可以体现国家对本学科的课标要求,习题也可以帮助教师在教学后检验学生的学习情况,学生也可以通过完成进行自我检测。(一)习题类别的比较1.人教版教材表3-11人教版教材习题类型人教版教材习题栏目习题类型每节习题练习一、基础题(选择、判断、分类题)二、拓展题(简答)每章习题本章检测一、概念检测(判断、选择、连线、画概念图、填表题)二、知识迁移(简答题)三、技能应用(简答题)四、思维拓展(论述题)通过表3-11可以看出,人教版教材每章每节的习题一共有两大板块,其中一个版块是每小节正文结束后的练习栏目的习题,分为基础题和拓展题两类。基础题一般为选择、判断或是分类题;拓展题一般为简答题或是材料分析题。另一个习题板块是在每章最后出现的自我检测,其中包括概念检测、知识迁移、技能应用和思维拓展这四大题型。其中,概念检测是采用选择、判断、连线、画概念图、填表的方式来测试学生对概念的掌握;知识迁移是给出有关实验数据,对实验的数据进行提问,以简答题的形式出现;技能应用是由一个大题组成,让学生设计日常生活生产中的实际方案;最后的思维拓展是给出一个资料,让学生对资料进行分析,并对自己的观点进行解释说明。40\n2.美版教材表3-12美教版教材习题类型美版教材习题栏目习题类型每节习题本节回顾5个简答题和1个重要思考题每章习题本章回顾一、概念与词汇二、知识回顾(多选、简答、论述、思考、拓展题)美版教材习题呈现方式和人教版教材相似,在每小节正文结束设置了有关习题的栏目,叫做本节回顾(sectionreview),本节回顾中每一节都是包含5个简答题和一个重要思考题,题目样式虽然过于单一但内容丰富,例如在第22章第一节给出这样的本章回顾练习题:①为什么自养生物对于生态系统是非常重要的?②消费者在生态系统中的作用是什么?③食物链与食物网的差别是什么?④请给出两个生态系统中能量传递效率低的原因。⑤解释一下为什么生态系统中的食草动物比食肉动物多。⑥重要思考:假设你把拥有草,蘑菇,蜥蜴以及鹰的食物网中的兔子,蚱蜢,鸟类和老鼠移走,哪些生物会受到影响,如何影响?从例子中,可以看出美版教材中习题的编写别具一格,不像人教版试卷一样的练习题,而是以问答的形式出现让学生思考的问题。习题内容依次由易到难,首先让学生回忆本节知识点内容,再通过学生对知识点的理解和掌握灵活的运用到生活中。在每章结束的最后有一套系统性的习题,这个栏目叫做本章回顾(chapterreview)。本章回顾包括概念和词汇的总结、知识回顾两大类。其中概念和词汇的总结是一一列出每章知识内容中出现的重点概念的解释和文章中出现的新鲜词汇;知识回顾中包含了很多习题类型,其中有词汇题、多项选择题、简答题、思考题和扩展题5大类。3.两版教材习题类别比较分析在习题的类别上,明显看出人教版注重从习题入手,通过习题的练习,检测学生的学习成果。美版教材的习题,让学生带着对概念和词汇的透彻理解与辨析的思维回顾知识点,体现了美国重视核心概念教学。美版教材习题中简答题和论述题没有固定的标准答案,让学生畅所欲言,开阔学生的思维,用已学过的知识直接联系到实际,解释社会生活中发生的现象。这种习题的设置,让学生知道学习不仅可以提高文化素养,还可以影响学生对身边生活的41\n判断。看到美版教材的习题内容,对我国大多数采用“题海战术”的教师和学校敲了警钟,提示教师和学校培养学生的同时,不能仅仅把练习作为应试、升学的“敲门砖”,也要为学生的终身发展考虑,使他们在练习的过程中习得终身学习所必需的能力和方法。习题的设置提高了学生解决实际问题的能力,培养了学生正确的情感态度与价值观。(二)习题数量的比较1.人教版教材习题数量表表3-13人教版习题数量章节习题习题类型第四章(个)第五章(个)第六章(个)第一节练习基础题352拓展题212第二节练习基础题637拓展题151第三节练习基础题25无拓展题21无第四节练习基础题512无拓展题21无第五节练习基础题无15无拓展题无1无本章检测一、概念检测判断552选择322连线6无无画概念图12无填表无9无二、知识迁移351三、技能应用122四、思维拓展431每章习题总数量467720注:表中练习一栏中的“无”代表本章无本节内容;本章检测一栏中的“无”代表无本类型习题。42\n2.美版教材习题数量表表3-14美版教材习题数量类别/数量第19章(个)第20章(个)第21章(个)第22章(个)第23章(个)(个)本节回顾12(共2节)18(共3节)18(共3节)24(共4节)18(共3节)(每章节数)概要总结概念1915182513词汇2123274720知识回顾词汇题55555多选题1010101010简答题109898思考题65447扩展题33333每章习题总数量868893127843.两版教材习题数量的比较分析由表3-13和表3-14可以看出,人教版教材在生态学部分前两章习题居多,美版教材每章习题数量都很多,重点放在概念与词汇部分,这是我国教材习题中没有特别设置的。在我国生物学课程学习中,生物理论概念和名词解释大多出现在大学课本中,但美版教材中在习题概念和词汇这两大类的题型数量很多,突出美国生物“重视核心概念教学”这一理念。(三)习题难度的比较从习题的数量上,可以看出,人教版教材基础题中的选择题和拓展题中的简答题占多数,每节新课后面的练习题难度适中。美版教材中练习题的形式是简答题占多数。选择题在认知领域中可以提高学生识记和理解能力,简答题可以提高学生运用、分析、综合和评价能力。说明人教版教材习题的设置更多考查的是识记和理解的教学目标,美版教材习题的更多考查的是运用、分析、综合和评价等更高的教学目标。从习题的难度上,可以看出,人教版习题分为基础题和拓展题,习题中有难有益,适合不同程度的学生学习,我国教师通常会在讲解新课之后带领学生一起做本节的练习题,评价学生学习的是否扎实。人教版每章结束后面有本章检测,涵盖了本章基础题的同时,还会增加一些拓展题,这个栏目中题型的设置相当于一个单元的考试。美版教材在本章回顾中,首先在概要总结处列出了让学生清晰43\n可见的概念解释和词汇,可以使学生一目了然本章的知识点,接着在概要总结之后就是详细的复习题,无论是多选还是简答题,需要学生努力的回忆已学过的知识,并运用较强的知识分析能力来解答,这种习题难度的编排仅对学生程度比较高的学生适用,却忽略了能力稍弱的学生,在最后的思考题和拓展题中,大多数是没有准确答案的发散性思维题,这种题型可以让学生讨论与交流,在交流的过程中开阔了学生的视野,这体现了美国教育理念中注重对学生思维的培养。可以看出,美版教材中的习题把重点放在了本章回顾中,更重视一阶段后的总结和复习;习题数量多,题型丰富;很少考察对知识的死记硬背,强调的是对学生各种能力的培养。如:教材第461页,拓展题第2题“和你班上的一个同学组成一个兴趣小组,然后你们共同来完成以下几个问题。你可能会需要一些资料的来源,包括图书馆、在线数据库、当地的政府机构、附近的大学、动物园或者植物园。当你们所有的问题有了答案时,准备一个展示板来展示你们在这个过程中学到的东西。问题如下:1.说出五种本地植物的名字,并说出它们的生长季节。它们是否可以美化家庭或者是否有经济价值。2.说出五种留鸟和五种候鸟。当地是否有针对保护它们的法律?3.说出两种主要的农业作物。农民和农场主怎样获得水来浇灌作物和喂养牲畜。4.当水从水龙头流出后,追踪一下水的流向。当你用完这些水的时候它们流向了哪里,它们是如何被对待的?5.说出你所在区域3中濒临灭绝的五种。是否有一些物种已经灭绝,是什么引起它们的灭绝?6.追踪收集后的垃圾的去向。当地的环境部门支持可回收么?7.描述你说居住地区区域形成的主要地质过程。地形是有水,风,冰川还是火山运动形成的?这些因素是否还在促进地质的形成?8.找到当地两非政府组织的名字和地质,他们是否允许你成为一个志愿者。”在这道知识拓展题中,我们不难看出美版教材在习题上设置的新颖,发散学生的思维,让学生愿意去考察身边的事物,通过自己的行动来学习知识,也说明美版教材对生态学部分的重视,对环境保护的重视。在这种习题设置的同时也在训练学生发现探索、解决问题和表达交流的能力。44\n七、其他方面的比较分析(一)语言文字的比较[33]语言是思维的表征。教材的语言则是与学生交流、沟通的直接媒介。通过对比分析,不难看出人教版语言文字简明扼要,突出知识重难点;美版教材的语言文字亲切可人,生动有趣。例如:在第19章生物学概论第1节开头这样写道“在这个星球上我们和我们的脊椎动物朋友们有着很大的联系,如果我们在星球上可以自己掌控自己命运并拥有持之以恒的梦想,那就要维持生物物种的多样性,而不是去破坏它,如果我们使生物区消失,那么我们自己也会消失。”这段语言文字的表达别具匠心,效果极其生动,通过这样的语言铺垫,顺理成章的进入了本节内容的学习。在第23章人类与环境第1节中这样写道“秘鲁的经济,和海鸟一样,都是依赖当地特殊的气候条件生存的。但有时,通常在十二月,太平洋并没有从东向西吹的风,只有向东吹的风,带着暖暖的海水涌向南美洲海岸。在上述情况发生时,太平洋表面的海水切断海底的有机质和营养向上折返。我们把这个过程叫做厄尔尼诺现象(意思是小孩儿),因为它总是发生在圣诞节前夕。”美版教材的语言表达讲究内在美和形式美,学习一节新课好比看一集记录片,生动的文字仿佛带我们回到了大自然中,使教材读起来通俗易懂,亲切可人。(二)交叉学科的比较1.人教版教材在人教版教材中学科交叉作为一个栏目出现在正文的两侧,是对与其他相关科目有联系的一种提示,在人教版生态学部分中,只出现了两处学科交叉,一处在第4章第1节中对某种鼠的调查后,计算种群的种群密度时,体现了生物学与数学的联系;另一处在第5章第2节能量流动的特点这部分中,为体现生命系统是开放的系统,可以通过获取能量来维持系统的有序性,这是根据热力学第二定律推断出的结论,体现了生物学与物理学的联系。2.美版教材在美版教材中,学科交叉虽然没有作为一个栏目体现出来,但是在教材的正文中,经常提到生物学与多种科目有关联。例如,在第19章第1节生态学概论中写到“生态学知识是解决环境问题的根本,然而,解决环境的问题必须掌握其他领域的知识,包括生态学、化学、物理学和地理学,并掌握经济与政治之间的关系都是极为重要的。”这一段出现在美版教材生态学部分的第一章,说明美版教材对学科交叉的重视,在后面的教材编写中,也很容易的找到其他学科的渗[33]韩晶.从BSCS到科学发现者—美国高中生物学教材的比较研究[D].西安:陕西师范大学,2012.45\n透。例如,在第22章第3节陆地生态系统这一课中,提到生物学家认为存在7个主要的生物群落,有苔原、针叶树林地带、温带落叶林、温带草原、沙漠、热带草原、热带雨林,在之后详细的讲解这些生物群落的同时,提到的最多的就是有关地理知识,这种交叉学科的教材编写特点,明显的体现了美国教材编写的多元化,突出了美国科学理念的综合性。46\n第四章研究结论与建议一、研究结论比较分析得出两版教材既有各自的优势和特色又有各自的缺点和不足。美版教材的编写注重各个知识点的因果衔接和知识点的深层次挖掘,整个正文部分十分流畅自然,语言生动活泼、富有情趣、修辞手法丰富,善于将抽象的知识点变得生动形象,图像系统在内容和形式上都十分丰富,图片质量也很高。人教版教材的编写注重知识点框架的罗列,语言简练客观性较强,栏目设置十分丰富,充实了教材的内容,训练了学生的技能。通过对中美两版高中生物教材生态学内容进行比较后,笔者得出了以下几方面结论:(一)课程标准在课程标准方面,两国课程目标注重的基本理念相似,都注重提高公民的科学素养,倡导探究性科学学习过程,面向全体学生,运用知识与科学解决身边事物,将科学转化为生产力。虽然两国标准在课程结构上呈现出较多的相似之处,但是在具体内容标准上,二者却表现出了较多的差异。我国内容标准对具体知识点以及需要理解和学习的知识内容罗列的特别详细,有利于教师把握教学内容,操作性极强;美国标准对具体知识内容并没有一一罗列其中的知识点,教师在把握教学内容时不受框架所局限,有一定的自由,有利于教师在教学中的发挥。在美国内容标准中只是提出了学生应掌握和理解的概念、原理、能力,并没有给出对学习该部分知识时,应该开展哪些活动提出建议,留给了教师及教材编写者以较大的拓展空间。但这并不意味美国在教学过程中不重视实践活动。美国内容标准中的“作为探究过程之科学”这一栏目培养了学生具备:进行科学探究所需要的能力,对科学探究的理解力;“科学与技术”这一栏目培养了学生具备:进行技术设计的能力,对科学与技术的理解力。通过选择设计任务和有关学习活动的选择培养学生的探究能力及动手能力。(二)栏目设置在栏目设置方面,两版教材虽然有些栏目名称不同,但用途相同。人教版教材的栏目十分丰富,栏目的设置注重了与现实生活的联系;培养了学生分析问题47\n及处理信息的能力;注重渗透STS教育,多数以文字为载体对科学、社会与技术之间的关系进行阐述。美版教材栏目的设置注重对概念的解读,重点突出;注重对网络资源的有效利用,培养学生利用互联网获取信息的能力;实验数量多,体现了美国科学标准中倡导探究性学习的理念。(三)知识体系在知识体系方面,人教版教材系统性和逻辑性强,具有严谨的知识体系。教材精选的知识都是依据《普通高中生物课程标准(实验》中内容标准要求达到的内容目标,且符合我国学生发展需求,具有一定的基础性,教材内容中知识结构严谨。美版教材增加了一些我国大学生物专业涉及的知识内容,突出美版教材在知识内容倾向于难度较深的内容。美版教材还对什么是生态学,什么是生态系统以及生态学的研究方法,进行了介绍注重知识的来源。说明美版教材涉及面广,丰富的内容和处处呈现的启发式教学理念,在潜移默化中拓宽了学生的学习视野。(四)实验方面在实验方面,人教版设置了探究实验、调查实验和制作三种。这些实验的设置,可以让学生通过实验更轻松理解生物原理,更容易的运用生态学知识解释实验现象。实验栏目的设置充分体现了课程标准中“倡导探究性学习”这一理念。美版教材单独设置了迷你实验和本章实验。在迷你实验中,通过简单的方式锻炼了学生运用数学模型调查研究实验、运用逻辑和证据来构造科学的解释和科学模型等等的探究能力。在本章实验中,都给出了详细的实验内容,其中包括:实验目标、实验过程、实验材料、实验背景、对比实验及分析和结论。这些详细的内容,不仅提示学生实验过程的严谨,而且在锻炼学生利用什么样的学习方法来进行探究实验的同时还可以理解实验目的,挖掘实验原理,运用生物生态学知识准确的分析实验结论。美版教材的实验数量丰富,内容详细,让学生在探究活动中理解生物现象和原理,了解生物科学与技术和社会的关系,提高学生的生物科学素养。(五)图像系统在图像系统方面,两国教材在类型和数量上差异不大,在内容上差异较大。美版教材的图像内容和细节明显比人教版教材丰富,印刷质量也明显优于人教版教材。美版教材还善于运用图组的形式通过多种角度来展示图片内容。(六)习题系统在习题方面,人教版习题分为基础题和拓展题,习题中有难有益,适合不同程度的学生学习。人教版教材基础题中的选择题占多数,这种习题的设置更多考48\n查的是识记和理解的教学目标。美版教材习题中简答题占多数,这些问题设置新颖,发散学生思维,贴近生活,更多考查的是学生运用、分析、综合和评价等更高的教学目标。美版教材每章习题数量都很多,重点放在概念与词汇部分,体现美国生物课程“重视核心概念教学”这一理念。(七)交叉学科在交叉学科方面,人教版生态学部分交叉学科的出现很少。美版教材对学科交叉及其重视,在教材正文的表述中经常渗透其他学科在生态学上的应用。二、研究建议(一)对教材编写的建议虽然我国高中生物教材编写取得了长足的进步,但通过对比也应该看到还有许多可以改进的地方。1.知识体系人教版教材应根据学生的认知程度在知识点的深度和广度上有所增加。教材编写时,不应该只注重结果和结论而将知识形成过程简化处理。应该更注重知识形成过程,突出对形成过程的机理进行解释,着重在知识获取过程中培养能力,提高理解力、思维力及培养创造性品格。2.实验方面我国教材应重视生态学方面实验的开展,多设置一些活动实验,可以让学生通过实地考察,了解身边的生态系统,通过自己的行动来学习知识,提高对环境保护的重视。活动实验的设置可以让学生在实验的同时提高发现探索、解决问题和表达交流的能力,真正的达到实验目标。可以更轻松地理解生物原理,更容易的运用生态学知识解释实验现象。通过观察现实生活中有关生态系统的实际情况,对现实发生的事情总结并提出建议,与生活相结合进行生物探究实验的学习。3.图像系统尽量选取颜色更加鲜艳的图片,这样可以提高读者的阅读兴趣。在图像的形式上,可以借鉴美版教材的图组形式,选用细节更加丰富的图片。4.习题设置为了检测不同维度不同水平的目标,为了达到让学生有更好的对有关知识或认知能力方面的学习目标,树立全方面培养学生认知领域的教学目标,可以多设置一些简答题和思考题,提高学生运用、分析、综合、评价知识的能力。5.注重对概念与词汇的练习重点突出有关生态学词汇的特殊性,重视渗透概念形成的背景。6.学科交叉编写教材时注重生态学部分与其他学科的交叉,充分拓展生态学在社会上的应用,做到解决环境的问题必须掌握其他领域的知识,不仅仅包括生态学,49\n还有化学、物理学和地理学,甚至还要掌握经济与政治之间的关系,其他学科的渗透极为重要。(二)对生物教师的建议1.重视选修教材在我国高中生物课程中,除人教版必修3《稳态与环境》中出现有关生态学内容外,还在选修2《生物科学与社会》和选修3《现代生物科技专题》中对生态学的内容进行了补充。但我国普遍的高中教师把重点放在了必修3的生态学内容上却忽略了选修教材上的补充内容。建议生物教师在教学过程中发挥选修教材的作用,对生态学的内容进行补充。提高对教材的使用,让学生了解更多的生态学知识,提高对生命系统与环境关系的认识。2.对教材进行二次开发通过对两版教材的比较研究,不难发现两国教材的编写特点优势互补,教师可以对教材进行二次开发,选择美版教材中与人教版不同的知识内容,对人教版教材的知识点进行补充,同时可以利用美版教材的相关实验、习题等资源作为问题式教学、探究式教学、讨论式教学的素材来激发学生的学习兴趣,培养学生的发散思维,提高学生的科学创新的能力。50\n参考文献1许魁.两版本高中生物教材科学方法教育的比较研究[D].广州:广州大学,20092范木娇.新课程背景下高中生物教科书(必修)中的STS教育内容比较研究[D].长春:东北师范大学,20123程佳莉,汪忠.美国高中生物教材《Biology-Principles&Explorations》介绍[J].外国中小学教育,2007,7:58-624高俊英.美国高中生物教材特点分析[J].北京教育(普教),2011,4:70-715周阳.新课标下五套普通高中生物教材知识体系的比较研究[D].南京:南京师范大学,20076宋华.高中生物学教材内容结构的比较及调查研究[D].南京:南京师范大学,20077杨型会.两岸高中生物教材概念不同表述的比较与思考[J].实验教学与仪器,2011,9:3-78龚大洁,杨国锋.对5种版本高中生物教材“绪论”的比较分析[J].中学生物教学,2012,11:38-409曹玲.高中生物教材(中图版)的特色与问题研究[D].济南:山东师范大学,201110杨型会.两岸高中生物必修教材编排体系的差异[J].实验教学与仪器,2013,1:3-611周丽威.中日两国高中生物学教材的比较研究[D].金华:浙江师范大学,200612杨晓静.美国高中生物学教材Biology·theDynamicsofLife的分析研究[D].南京:南京师范大学,201113丁文静.中美高中主流生物教材实验部分的比较研究[D].长春:东北师范大学,201214温淑清.中美高中生物教材“生态学”部分的对比分析[J].考试周刊,2014,25:17-1815姚娜.中美高中生物学教材课后习题的比较研究[D].西安:陕西师范大学,201416徐健.我国30年来高中生物教科书栏目设置变迁研究[D].天津:天津师范大学,201217于晓晴.人教版高中生物教材科学探究栏目的应用研究[D].曲阜:曲阜师范大学,2013.18许素真.人教版高中《生物》系列教材的比较研究[D].上海:华东师范大学,200619缪蓓蕾.关于人教版和浙科版高中生物教材中“活动”的比较研究[D].上海:华东师范大学,200920赵璐.内地与香港高中生物学教材的比较研究[D].西安:陕西师范大学,201221臧军红.国内、国外高中生物教材的比较研究[D].武汉:华中师范大学,200522潘文君.中美高中生物课程标准与教材的比较研究[D].重庆:重庆师范大学,201323张洪水.高中生物教材与其他版本教材图像系统的比较分析[D].大连:辽宁师范大学,200224张陈阳.以遗传学知识模块为例论中美高中生物教材的特色[D].扬州:扬州大学,201451\n25邓敏.内地与香港高中生物教材中STSE教育的比较研究[D].上海:华东师范大学,200926谷荣荣.高中生物教材中科学史的内容分析[D].郑州:河南大学,201327高明.中美高中生物教材STS教育比较研究[D].西安:陕西师范大学,2013.28张皓.高中生物教材图表:设置·归类·特点及应用实例[D].石家庄:河北师范大学,201129EndangFauziati.InterlanguageErrorsinEnglishTextbooksforJuniorHighSchoolStudentsinSurakarta[J].TEFLINJournal,2003,5:14230MariaRitaOtero,MarcoAntonioMoreira,IleanaMariaGreca.Theuseofimagesinphysicstextbooksforhighschoolandcollegeeducation[J].InvestigaçõesemEnsinodeCiências,2002,6:7231CalhounPS,FishmanEK.TheGIProject:aprototypeelectronictextbookforhighschoolbiology[J].Radiographics:areviewpublicationoftheRadiologicalSocietyofNorthAmerica,Inc,1997,8:17132GeraldSkoog.TheCoverageofHumanEvolutioninHighSchoolBiologyTextbooksinthe20thCenturyandinCurrentStateScienceStandards[J].Science&Education,2005,4:14333RonaldP.Ladouceur.EllaTheaSmithandtheLostHistoryofAmericanHighSchoolBiologyTextbooks[J].JournaloftheHistoryofBiology,2008,3:41334RicardoTrumper,PaulGorsky.ASurveyofBiologyStudents'ConceptionsofForceinPre-serviceTrainingforHighSchoolTeachers[J].ResearchinScience&TechnologicalEducation,1997,4:15235EugeneL.Chiappetta,DavidA.Fillman.AnalysisofFiveHighSchoolBiologyTextbooksUsedintheUnitedStatesforInclusionoftheNatureofScience[J].InternationalJournalofScienceEducation,2007,3:21536STEVENSELDEN.BiologicalDeterminismandtheNarrativeofAdjustment:TheHighSchoolBiologyTextbooksofTrumanJesseMoon,c.1921–1963[J].CurriculumInquiry,2007,6:37237LilianLeivasPozzer,Wolff-Michael.Roth.Prevalence.function,andstructureofphotographsinhighschoolbiologytextbooks[J].J.Res.Sci.Teach,2003,9:401038JoEllenRoseman,LuliStern,MaryKoppal.Amethodforanalyzingthecoherenceofhighschoolbiologytextbooks[J].J.Res.Sci.Teach,2009,9:47139LadouceurRonaldP.EllaTheaSmithandthelosthistoryofAmericanhighschoolbiologytextbooks[J].JournaloftheHistoryofBiology,2009,9:41340StevenSelden.BiologicalDeterminismandtheNarrativeofAdjustment:TheHighSchoolBiologyTextbooksofTrumanJesseMoon,c.1921–1963[J].CurriculumInq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