基于科学本质观的人教版高中生物新旧教材比较

基于科学本质观的人教版新旧教材比较对于科学本质的认识，是科学素养的重要维度。高中生物学课程作为一门重要的科学课程，《普通高中生物学课程标准（2017年版）》在教学建议中指出，教学必须注重科学史和科学本质的学习，学生在学习该课程中不仅要获得诸如细胞、遗传、进化等生物学方面的知识，还应该学习一些“关于自然科学的知识”，即“科学本质”。高中生物学教材其内在的科学本质观，对于高中生科学本质观的形成发挥着重要作用。“走进细胞”将学生引入细胞世界，是学生从细胞的视角认识生命及其价值的重要载体，同时也是培育中学生科学本质观的重要渠道。那么，该章内容呈现出怎样的科学本质观呢？新版教材又带来了怎样的变化？

1研究样本与方法

1.1 研究样本

笔者选择的是人教版新旧高中《生物·必修1·分子与细胞》“走进细胞”章节的内容，对包括前言、问题探讨、资料分析、思考与讨论、正文及旁栏等相关信息进行了全面的对比分析。

1.2 研究方法

科学本质是教材描述对“科学究竟是什么”的体现。为了对比分析新旧教材“走进细胞”章节体现的科学本质，笔者选择韩国学者Lee，Young Hee等建构的“基于科学素养四个主

题的科学本质框架”，该框架将“科学本质”分级为４个一级维度：“科学知识的本质”“科学探究的本质”“科学思维的本质”和“科学、技术与社会（STS）交互作用的本质”，进而又将4个维度分解为18项可操作的二级维度。利用这一框架，笔者对新旧教材“走进细胞”章节体现科学本质观的内容进行了分析。

2 研究结果分析

2.1 内容归类与宏观分析

笔者根据研究方法中所述框架对新旧教材“走进细胞”章节关于科学本质的内容以句为单位进行归类，并统计频次（表1）。在分析的过程中，通过教材中的关键词或内容所隐含的意思来认定是否体现了科学本质观的相应维度。

通过表1可以看出，新旧教材“走进细胞”章节内容基本体现了科学本质观的所有维度，科学探究和科学思维本质的体现尤为突出，这也体现出生物学科作为一门自然学科应具有实证性和逻辑性的特点。而新旧教材在科学知识的本质和STS交互作用的本质所涉及的内容变化不大，这是由课程知识内容基本一致所决定的。然而，相比于旧教材，新教材所涉及的科学探究和科学思维本质的内容明显增多，这体现了核心素养为宗旨的课程设计理念。

2.2 对新旧教材呈现的科学本质的微观分析

2.2.1 关于科学知识的本质

关于科学知识的本质，“走进细胞”章节内容表明，生物学知识（细胞学说）来源于对生物学现象的观察与归纳；细胞学说的建立能帮助人类预测或解释自然界、生物界背后的规律；细胞学说的建立是一个在科学探究中开拓、继承、修正和发展的过程，充满了耐人寻味的曲折。

2.2.2 关于科学探究的本质

关于科学探究的本质，“走进细胞”的相关描述及教材内容设计表明，科学是建立在对生物学现象探究基础上的，探究始于“观察”，新旧教材都设计了观察实验和插图，通过实证来获取科学知识。相比于旧教材，新教材提供的图片资料更为丰富，能给学生带来更多的感性认识；在内容设计方面，新教

材的问题探讨设置了以下问题：“如果让你提供证据说明大熊猫和冷箭竹都是由细胞构成的，你将如何获取和提供证据？”在科学史介绍中，也使用了非常明确的话语：“通过显微镜观察——认识细胞”。所有这些无疑想让学生领悟“科学基于实证”“科学依赖于观察和推理”等科学探究的本质观。

2.2.3 关于科学思维的本质

对“走进细胞”章节内容的分析表明，教材着重呈现归纳概括、批判性思维和创造性思维在科学活动中的重要作用。新教材在科学方法栏目中指出，归纳法是指由一系列具体事实推出一般结论的思维方法；同时指出由不完全归纳得出的结论很可能是可信的，因此可以用来预测和判断，但是也需要注意存在例外的可能，提示学生需要利用批判性的思维去看待问题。科学史介绍栏目中，使学生认识到细胞学说的历史性，即科学知识是不断发展完善的。课后拓展题中，归纳推理、怀疑和批判等科学思维都有所体现。相对于旧教材，新教材中科学思维本质观体现得尤为明显。

2.2.4 关于科学、技术与社会（STS）交互作用的本质

新旧教材“走进细胞”章节内容都体现了生物学与社会发展之间的交互作用，这种交互作用体现在以下几方面：首先，注重呈现生物学对社会的积极影响，在章节前言中，列举了关于细胞研究对组织培养、克隆动物、遗传分析、药效评估等方面的积极影响；其次，在生物科技进展栏目中，要求学生分析

资料，思考问题：人工合成生命有何意义？你赞成这方面的研究吗？其潜在观点是：科学技术本身是价值中立的，一些负面的影响是人类不正确利用科学技术造成的，科学是复杂的社会活动，科学技术也是价值负载的，并不能解决所有的社会问题；最后，科学史栏目内容表明，细胞学说的建立离不开当时的社会文化背景，以及显微技术的发展，科学需要多元化贡献。

3 教学建议

首先，教师需要意识到科学本质培养的重要意义。通过对比分析，新教材在内容编写上显然更注重科学本质观的体现，这与全面发展学生学科核心素养的课程宗旨相吻合。学生学习科学本质有助于建立生命观念，了解科学知识的产生过程，并以此来辨别现实生活中的科学和伪科学，从而促进生物学学科核心素养的达成。

其次，关注教材中的科学本质，合理整合教材资源。由于教材篇幅的限制，正文更多体现的是概念性内容，科学本质观大多是隐而不现的，这不太适合科学本质观的教育。教师应利用好教材中的问题探讨、科学史话、探究实践、科学方法、现代科技进展及课后拓展题等栏目，挖掘科学本质观的内容，进行显性教学，使学生深人理解科学的本质，从而养成理性的科学本质观。