人教版高中生物学《必修1·分子与细胞》两版教材的比较

第36卷第4期 2020 年
中学生物学
Middle School Biology
Vol.36 No.4
2020
文件编号：1003 - 7586(2020 )004 - 0066 - 04
人教版高中生物学《必修1•分子与细胞》两版教材的比较
路晶晶刘丹多’
(石河子大学生命科学学院新疆石河子832003)
1前言
教材作为教学的载体，贯穿整个教学过程，其重 要性不言而喻。

我国鼓励教材多元化，人教版教材是 全国使用人数最多、覆盖范围最广的一版教材。

“分子 与细胞”模块囊括了现代生物学的核心内容，是学习 其他模块的必备基础，能帮助学生从系统的角度认识 细胞，打下坚实的生物学基础。

此外，“分子与细胞”模块在2003年版和2017年版课程标准中都属于必修 部分的内容。

可见，该模块的内容是全体学生都应该 学习掌握的，对于提高全体学生的生物学学科素养具 有不可或缺的作用。

下面对人教版《必修丨•分子与细 胞》2003年版（以下简称旧教材）和2019年版（以下简 称新教材)进行比较。

2教材结构体系的比较
2.1教材目录的比较
这两版教材均由科学家访谈和六大章节构成。

从系统的角度出发，这六大章节可以分为四大部分。

第一章“走进细胞”论述生命系统的层次；第二章“组 成细胞的分子”和第三章“细胞的结构”论述系统的物 质基础和结构;第四章“细胞的物质输入和输出”和第 五章“细胞的能量供应和利用”论述系统的功能;第六 章“细胞的生命历程”论述系统的发展和变化。

这四 大部分彼此联系，共同说明了细胞是基本的生命系 统，每个部分对应的章节凸显了生命系统的基本特 征，各大要素有机构成了一个完整的知识网络，结构 完整。

新教材在继承旧教材的基础上，在目录部分也呈 现了一些新的变化。

新教材开篇处的科学家访谈由 “探索生物大分子的奥秘”改成了“探索微观世界的奥 秘”，访谈对象由生物化学家邹承鲁院士变为结构生 物学家施一公院士，访谈内容由原来的“世界上第一 个人工合成的蛋白质”的单一主题向“生物科学研宄 的意义”“科学研究过程中的方法和精神”以及“学好 生物学的建议”等多元主题发展，以期培养学生对生*为通讯作者物学的学习兴趣，激发学生探索研究的欲望，感悟科 学家的精神，向科学家致敬学习。

2.2章节结构的比较
两版教材结构体系的编排都遵循由面到点的原 则，按照章——节的顺序呈现。

新旧教材章标题完全 相同即大框架保持不变，但不变中又呈现有变，即节 标题发生了部分改变，具体变化见表1。

表I新旧教材节标题的变化
具体位置旧教材新教材第一章第一节从生物圈到细胞生命活动的基本单位
第四章第一节物质跨膜运输的实例被动运输
第四章第三节物质跨膜运输的方式主动运输与胞呑、胞吐第六章第三节细胞的衰老和洲亡细胞的衰老和死亡旧教材共有21个小节，新教材将一些知识进行调 整和改动，共计19个小节。

其中，只有4个小节的名 称发生了变化，进一步说明新教材是在继承发扬旧教 材上的又一次创新。

节标题名称的变化也反映了知 识侧重点的变化,新教材节标题更凸显章节特色和重 点，将一些高频考点“胞吞、胞吐”作为节内容进行重 点讲解，更加符合高考的命题方向。

将凋亡改成了死 亡，范围更大，死亡包括了凋亡和坏死两种方式。

3教材知识体系的比较
3.1 教材内容的比较
生物学包含了众多的核心概念，概念之间内在的 逻辑形成概念体系。

因此，生物学教材应该注重对概 念的准确定义，要及时更新概念的定义并与学术界达 成共识，保证教材内容的严谨性。

旧教材的科学前沿部分提到支原体可能是最小、最简单的细胞，但没有说明支原体属于哪一类生物，
容易使学生产生知识误区。

新教材针对旧教材的不 足进行补充，明确说明了支原体是单细胞生物且为原 核生物。

这样有利于学生根据原核生物这一大类生 物的特点更好地理解支原体，从而完成知识的内化。

新教材中有关ATP的说法发生了变化。

旧教材中 ATP中的“〜”被称为高能磷酸键，ATP是细胞内的一 种磷酸化合物;在新教材中“〜”代表一种特殊的化学
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键，但不能称之为高能磷酸键。

这是因为ATP分子具 有高能量状态是这个分子整体具有的，而不是因为磷 酸键而具有的。

关于有丝分裂的定义,新旧两版教材 中也出现了一些细微的差别。

在旧教材中，细胞周期 包括分裂间期和分裂期，人们为了研究方便，把分裂 期分为前期、中期、后期和末期4个时期:在新教材中，细胞周期包括分裂间期和有丝分裂，人们根据染色体 的行为，把有丝分裂分为前、中、后、末4个时期。

新教 材对有丝分裂的定义更能体现科学性和严谨性，此 外，也提示学生可以根据染色体行为的不同去记忆和 区分有丝分裂不同时期的图像。

3.2内容编排顺序的比较
教材中内容编排的顺序要遵循学生身心发展的规 律特点，由易到难，由简单到复杂，符合学生的最近发展 区。

第二章内容编排顺序发生了极大的改变，新教材改 变了旧教材各节的分布顺序，按照“元素和化合物一
无机物——糖类和脂质—
—蛋白质——核酸等”顺序呈 现知识结构。

这样编排有利于构建前后连贯一致的知 识体系。

按照能源和储能物质、结构物质、遗传物质的 维度，呈现知识点，有利于学生学习。

其中，蛋白质小节 中内容的顺序由原先的“氨基酸及其种类一-蛋白质的 结构及其多样性——蛋白质的功能”变为“蛋白质的功 能——蛋白质的基本组成单位——蛋白质的结构及其 多样性”。

尽管,该小节的整体内容基本一致，但知识呈 现顺序的差异将会影响教学效果，知识呈现顺序是逻辑 性的一种体现，从蛋白质的功能入手，能更加自然地衔 接接下来的教学内容，同时符合学生的认知规律，更好 地显现生命观念中的结构与功能观。

4教材课后习题的比较
生物作为三大理科课程之一，适当的习题练习己 经成为学生学习生活不可缺少的重要组成部分。

习题在夯实基础、提升能力、反馈教学等方面都有至关 重要的作用。

因此，对新旧两版教材进行课后习题比 较具有重大意义。

4.1习题名称的变化
课后习题包括小节习题和章节习题两大部分。

小节习题对本节内容进行巩固和检验，章节习题综合 各小节的知识，考查学生融会贯通、综合运用知识的 能力，难度更大。

旧教材的小节习题称之为练习，由基础题和拓展题两部分构成。

章节习题称之为自我 检测，包含概念检测、技能应用、思维拓展3个部分。

新教材小节习题取名为练习与应用，分为概念辨析和 拓展应用两个模块。

章节习题又名复习与提高，根据 题型的不同，分为选择题和非选择题两大板块。

新教 材从理解概念和发展素养两个方面对学生提出要求，注重对学生能力的培养，充分贯彻了新课标的教育理念，发展学生的生物学学科核心素养，培养学生学以 致用的综合能力。

4.2习题类型和数量的变化
生物习题类型丰富，不同类型的习题考查的方向 和侧重点大相径庭。

基础题主要帮助学生检测和巩 固本节所学重要概念，拓展应用则是高层次要求，注 意引导学生运用概念、原理和规律以解决生产和生活 中的问题，训练科学思维，提升社会责任感。

通过对新旧两版教材进行比较研究发现，新教材 无论是在习题的类型、习题的创新性，习题的数量等 方面都有了极大的改善，将课后习题进行全面更新，增加了一些原创性习题。

减少考查事实性知识的题 目，增加了发展学生核心素养的题目。

应用类题型占 比较大，且习题素材往往与科学界最新的研宄成果和 常见的生活现象相联系，旨在引起学生共鸣，为学生 创造适宜的情境，使学生把注意力集中到题目上来。

5教材插图的比较
插图作为教材中的重要素材，占据了很大的篇 幅，每一节内容中都能看到大量精美的图片。

插图在 生物学教材中的作用不容小觑，能代替文字进行解释 说明，丰富教材文本，强化学生的记忆效果。

新教材的 插图设计神韵依旧，更能显示出生物学风采和魅力。

新教材选择分辨率高、图片精美的插图替换旧教 材中模糊不清的图片，使学生能更加形象、直观地看 清细胞的形状、结构。

如大肠杆菌的电镜照片，新教 材能非常清楚地看到大肠杆菌的杆状结构，而旧教材 由于拍摄不清，导致图片效果不佳，不利于学生结合 插图进行生物学知识的学习。

此外，新教材中穿插了 许多三维图片，能使插图更加立体、生动形象,如细菌 细胞的模式图。

在旧教材中，细菌细胞的模式图以平 面结构呈现，不利于启迪学生的思维能力和想象能 力。

新教材在进行插图设计时，以学生为本，充分考 虑到学生抽象思维能力比较薄弱这一特点。

因此，对 于教材中的难点，新教材新增了许多生物插图。

例 如，“细胞中的无机物一节，讲解细胞中的水时，新教 材中插入了水分子之间靠氢键结合示意图，帮助学生 从化学角度理解水的性质，从而明白水的重要作用。

综上，新教材的插图设计更加人性化，反映了教 材编写者的良苦用心，精选更加优质的插图，使图像 更加形象易懂，帮助学生顺利突破难点，走出学习障 碍，获得成就感。

6教材科学探究活动的比较
探宄性学习是新课程改革所倡导的一种新的学 习方式，探究性学习主要通过探究性活动展开。

新旧 两版教材都注重对学生探宄能力的培养，在教材中安 排了大量的探究活动，具体内容见表2和表3。

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表2人教版旧教材科学探究活动一览表
科学探究 栏目类别科学探究内容
在教材中
的位置
百分
比/%使用高倍铣观察几种细胞第一章第二节
检测生物组织中的糖类、脂肪、和
蛋白质
第二章第一节观察DNA和RNA在细胞中的分布第二章第三节
实验体验制备细胞膜的方法第三章第一节
25用高倍镜观察叶绿体和线粒体第三章第二节
比较过氧化氣在不同条件下的分解第五章第一节
绿叶中色素的提取和分离第五章第四节
细胞大小与物质运输的关系第六章第一节
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂第六章第一节
生态系统的结构层次第一章第一节
原核细胞和真核细胞第一章第二节
组成细胞的化合物第二章第一节
氨基酸及其种类第二章第二节
蛋白质的结构及其多样性第二章第二节
思考与讨论细胞中的脂质第二章第四节
细胞中的无机盐第二章第五节36.1细胞的吸水和失水第四章第一节
对生物膜结构的探索历程（1)第四章第二节
对生物膜结构的探索历程(2)第四章第二节
被动运输第四章第三节
光合作用的探究历程第五章第四节
光合作用的过程第五章第四节
设计实验第二章第五节
解释数据第三章第三节
技能训练解读图表格第四章第三节13.9解释现象第六章第一节
分析数据第六章第三节
模型构建尝试制作真核细胞的三维结构模型第四章第三节 2.8植物细胞的失水和吸水第四章第一节
探究影响酶活性的条件第五章第一节
11.1探究酵母菌细胞呼吸的方式第五章第三节
环境因素对光合作用的影响第五章第四节
课外制作利用废旧物品制作生物模型第四章第二节 2.8
可知，科学探究的活动类型丰富，但主要以思考 与讨论和探究实验这两类为主。

在新教材中将实验 和探宄统称为探宄。

实验需要学生动手操作,且多在 课堂上完成，侧重于对学生动手操作能力和探究能力 的培养，体现了发展学生生物学学科核心素养的要 求。

鉴于旧教材中有些探究活动具有不易取材，可操 作性低，实验操作难度大，成本高等特点，新教材对其 进行了删减。

新教材实验的主要变化分为删、调、增三部分，删 除了“观察DNA和RNA在细胞中的分布”“体验制备细 胞膜的方法”“细胞大小与物质运输的关系”这三个实 验，将实验“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”调整 为“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”,提高 实验的可操作性，使观察效果更加显著。

新增“淀粉酶 对淀粉和蔗糖水解的作用”用来解释酶的专一性。

基于以上分析，新教材对相关探宄活动进行有效
表3人教版新教材科学探究活动一览表
科学探究
栏目类别
科学探究内容
在教材中
的位置
百分
tb/%分析细胞学说建立的过程第一章第一节
从细胞的视角看生命第一章第一节
比较组成玉米细胞和人体细胞的元
素和含量
第二章第一节
无机盐的作用第二章第二节
脂肪的作用第二章第三节
氨基酸的结构特点第二章第四节
氨基酸怎样构成蛋白质第二章第四节
对细胞膜成分的探索第三章第一节
分泌蛋白的合成和运输第三章第二节
细胞核有什么功能第三章第三节思考水进出哺乳动物红细胞的原理第四章第一节56.4与讨论胞呑、胞吐过程的特点及意义第四章第二节
关于酶本质的探索第五章第一节
有氧呼吸的能量利用特点第五章第三节
细胞呼吸原理的应用第五章第三节
叶绿体的功能第五章第四节
探究光合作用原理的部分实验第五章第四节
光反应与暗反应的区别与联系第五章第四节
动物细胞和植物细胞有丝分裂的异
同点
第六章第一节
比较构成人体组织的细胞第六章第二节
细胞的全能性第六章第二节
年龄因素与细胞衰老的关系第六章第三节
使用高倍锐观察几种细胞第一章第二节
检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋
白质
第二章第一节
用高倍显微镋观察叶绿体和细胞质
的流动
第三章第二节
尝试制作真核细胞的三维结构模型第三章第三节
探究•探究植物细胞的吸水和失水第四章第一节
30.8
实践比较过氧化氢在不同条件下的分解第五章第一节
淀粉酶对淀粉和蔗糖水解的作用第五章第一节
影响酶活性的条件第五章第一节
探究酵母菌细胞的呼吸方式第五章第三节
绿叶中色素的提取和分离第五章第四节
探究环境因素对光合作用的影响第五章第四节
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂第六章第一节
课外制作利用废旧物品制作生物膜模型第三章第一节 2.6解释数据第三章第三节
思维训练
运用证据和逻辑评价论点第五章第三节
10.3
运用模型做解释第六章第一节
分析数据第六章第三节
整合，将活动目标相同的探宄活动类型归纳成一大 类，从而更好地凸显栏目特色，在继承旧教材的基础 上又发展了个性，根据现实情况对探究活动进行增 添、删减和浓缩，以便最大化地发挥探究活动在生物 教学中的作用，促进学生全面发展。

7结语
新教材形成了发展学科核心素养的教材体系，坚持 在继承中发展，保持整体框架和组织主线不变，并根据
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Middle School Biology
2020
STEM 理念在初中生物实践活动中应用的探索
—
以“厨余垃圾的变废为宝”为例
朱虹
(江苏省南京市第十三中学红山分校江苏南京210028)
摘要为了探求STEM 理念在初中实践活动中的应用，以厨余垃圾的变废为宝为例，阐述了从确定 活动主题、活动项目设计与实施、活动评价的探索过程，并且提出关于有效开展STEM 实践活动的几点 启示，为学校生物教学和STEM 教育的融合提供有意义的借鉴。

关键词STEM 理念实践活动厨余垃圾处理中图分类号G 633.91
STEM 是集合了科学、技术、工程、数学教育的跨学 科教育，其打破了学科之间的壁垒，提升学生的创新精 神和实践能力，目前己经成为国际广泛研宄并推行的 科学教育模式。

其倡导学生在真实情境中学习，运用 所学知识解决实际问题，对于培养学生的核心素养，尤 其是自主发展和社会参与方面有着重要的作用。

虽 然，STEM 教育自引入我国以来受到了广泛的关注和研 究。

然而，受限于传统课程教学中学科、教室、课时的 限制，在日常教学中很难完整开展STEM 课程。

因此, 下面尝试以STEM 理念为引导，指导学生在假期开展厨 余垃圾的变废为宝的课外实践活动，以初步探求STEM 课程在初中由理念付诸实践的路径。

1 确定活动主题
垃圾分类回收是当今的一个热点话题，而厨余垃
圾又是居民每天都会产生的主要垃圾,对于生态环境 的保护、资源再生都有着重要的意义。

《义务教育生物 学课程标准(2011年版）》关于“生物圈中的人”提出： 人类的活动对生物圈有重要的影响，教师应当引导学 生通过探究活动，意识到生物圈中的人对生物圈应尽
课程标准对学生发展提出的新要求对章节安排、课后习 题、插图、探究活动等做了相应的调整，以实现立德树人 的根本任务，为社会输送具有核心素养的高质量人才。

通过新旧教材的比较研宄，总结新教材的特点， 能帮助一线教师整体把握新教材的基本方向，明白新 教材的变化，从而更游刃有余地处理教材，提高教学 的有效性。

文献标志码B
的责任。

苏教版初中生物学教材虽然没有直接提出 厨余垃圾的回收利用，但是很多知识和原理分散在教 材的不同板块中，如在垃圾分类中设置了废弃物自然 降解的试验，生态系统及微生物内容中都提到了蚯蚓 和腐生微生物的作用。

因此在学生开展活动前，教师 对书本中相关知识内容进行梳理和联系，为学生进一 步解决实际问题搭建“脚手架”。

学生基于已有的认 知，开展头脑风暴，提出关于厨余垃圾变废为宝的相 关命题。

例如，将厨余垃圾变废为宝有什么意义？目 前我们生活中厨余垃圾是如何处理的？有没有环保 有效的方法采处理厨余垃圾？学生在问题的驱动下， 通过资料搜集、讨论、分组合作等，在己有知识储备上 进一步拓展，完善自己的思路，并在教师的指导下，进
一步构建模型,最终确立研宄方案。

2活动项目设计与实施
2.1调查和分析——
厨余垃圾回收利用现状
教师利用STEM 理念,联系学生的真实生活，创设
情境，引导学生利用科学、技术、数学的知识和概念来 系统地解决实际复杂问题。

2019年，南京市提出的垃
参考文献：
[1] 李红.从系统的视角认识细胞——人教版《分子与细胞》
模块教材的知识体系解读[J ].生物学教学,2007，（9):33-35.[2] 张怡.构建发展学科核心素养的教材体系,探索生物学科 育人的有效课堂教学[D ].北京：西城区教育研修学院,2019.[3] 徐翠萍.义务教育生物课程标准教材(2001版与2012版) 插图对比研究[D ].福州：福建师范大学,2016.
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