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人教版和浙科版高中生物教材中针对DNA和RNA的观察实验的比较

[日期:2016-06-04] 来源:中学生物学 2016年4期  作者:王梦昕 任山章 [字体: ]
  摘 要 通过对人教版高中生物教材中“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验和浙科版中“检测细胞中的DNA和RNA”实验进行教科书知识编排顺序、实验内容上的对比分析,发现两本生物教材在该实验上各有优缺点,为高中生物教师在实验教学上提供一定的参考。
  关键词 高中生物教材 实验教学 教材比较
  
  初步学会“客观地观察和描述生物现象”是普通高中生物课程标准(实验)在“发展科学探究能力”中列出的第一条要求。这是学生科学探究能力的基础,也是其后要求如“通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题;分析问题,阐明与研究该问题相关的知识”等的主要依据。“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验是其内容标准中的首条活动建议。人民教育出版社(简称人教版)和浙江科学技术出版社(简称浙科版)所编著的高中生物教科书其知识点大体相仿,结构也基本一致,但是其编写理念却大相径庭。通过对比和分析依据“首条活动建议”编排的实验,探讨两个版本教材对该实验的不同处理,为高中生物教师设计“DNA和RNA在细胞中的分布”相关实验教学提供有益的参考。
  1 两版教科书中知识编排顺序的比较
  人教版教科书的“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验和浙科版生物教材中“检测细胞中的DNA和RNA”实验的名称虽然不同,但都是普通高中课程标准实验教科书(必修)高中生物第一册中针对DNA和RNA的观察验证性实验,在生物教学中有着重要的地位。该实验是对核酸知识学习后的验证,同时也为正确理解必修2“遗传与进化”模块中遗传信息的表达过程这一抽象而重要的生理过程打下一定的基础。教科书的知识编排有利于引导学生利用已有的知识与经验,主动探索知识的发生与发展,同时也应有利于教师创造性地进行教学。表1显示的是两版高中生物教科书中该实验内容和讨论问题编排的章节顺序。
  人教版中该实验位于第二章第三节“遗传信息的携带者——核酸”中,是继第二节“生命活动的主要承担者——蛋白质”之后一节中的重要实验内容。浙科版中该实验内容位于第一章第三节“有机化合物及生物大分子”中,是在碳化合物、糖类、脂质、蛋白质、核酸内容之后设置的建议活动。
  两本教科书都是在介绍了核酸的基本概念之后设置了该实验,教材的实验部分都没有单独列出,而是穿插在教学内容中,使实验与教学内容相互配合,密不可分,成为一个整体。
  2 两版教科书中实验内容基于课程标准的比较
  普通高中生物课程标准中把该实验内容作为活动建议提出,为“观察DNA、RNA在细胞中的分布”。在人教版中,本实验地位突出,是针对全体学生的一个重要实验。从知识上看,本实验旨在帮助学生理解 DNA和RNA在细胞中的分布。从实验技能上看,学生在必修一的第一个实验中已学习了临时装片的制作和高倍显微镜的使用,通过本实验可以使学生进一步熟练掌握装片制作技术和高倍镜的使用技术,同时学习装片染色技术。在浙科版中,本实验作为“建议活动”,是为能力较强、有兴趣的学生提供的活动,并不要求所有学生都完成。由此可见,两版教科书中本实验开展的重要性有所不同。
  2.1 人教版知识更丰富细致,浙科版更强调核心知识点
  人教版在实验前言中提到了盐酸在本实验中的作用。盐酸在本实验中的出现是在整个高中教科书中的首次出现,因此高一的学生对于盐酸可能还比较陌生,更不知道它在本实验中有什么作用。人教版对盐酸在本实验中的作用作出了解释,这为学生解决了疑惑。同时,本实验还对吡罗红甲基绿染色剂的配制过程作出了说明。这不仅可以拓展学生的知识,还可以帮助学生掌握科学实验的一般方法,让他们更清楚地认识到,实验试剂并不是进入实验室就会摆在那以供使用的,而是需要将一定的原料进行配制才能够成为实验时使用的溶液。而浙科版并没有提到以上知识,因此,人教版知识内容更加丰富细致。
  浙科版实验对细节的注重不够,但教材内容三次强调实验原理,首先在前言中提出实验原理:“甲基绿可使细胞中的DNA着色,即使细胞核呈蓝绿色。派洛宁可使细胞中的RNA着色,即使细胞质呈红色”。其次在方法步骤中的“5.观察”中提出:“在显微镜下,含RNA的区域被染成红色,而含DNA的区域被染成蓝绿色或淡绿色。注意RNA和DNA的分布区域。”接着在讨论中又让学生思考:“本实验的原理是什么?”实验内容三次强调实验原理,大大加深了学生对核心知识的记忆。
  2.2 人教版和浙科版都倾向于能力培养,浙科版的目的要求更细致
  人教版见教材26~27页实验。在这个实验中分别给出了实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤,以及人口腔上皮细胞和洋葱鳞片叶内表皮细胞中DNA和RNA的分布图,让学生观察细胞核和细胞质的染色情况,自己总结实验结论。
  浙科版见教材16~17页建议活动。这个实验也分别给出了实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤,让学生注意DNA和RNA在细胞中的分布区域,从而得出结论。
  从上面的分析来看,人教版教材和浙科版教材在实验中都给出了实验原理、目的要求、材料用具和方法步骤,学生不需要对实验进行设计,只要按着教材给的实验步骤按部就班地进行实验就可以得到实验现象,分析现象得出结论。因此,人教版教材和浙科版教材都注重通过实验培养学生的实验基本操作技能,分析问题的能力。但通过两版教材目的要求的对比(见表2),笔者发现人教版实验的目的要求比较笼统,并未落实到学生的实际操作上。而浙科版则根据课程标准,用标准的技能性目标动词对学生的要求进行了表述。
  2.3 人教版更倾向于学生能力培养,浙科版更倾向于应试
  人教版的实验末尾虽未设置“讨论”,但是设置了让学生自己总结“结论”的环节,学生可以在教师的引导下,通过实验结果和书本插图总结实验结论。这可以提高学生观察、总结的能力。浙科版在实验末尾设置了“讨论”问题1(表1),并没有设置依据实验结果的讨论,而是再一次强调了实验原理。这样会阻碍学生自己思考,很多学生可能会根据问题立马转向前言中去寻找答案,而不是自己思考得出结论。
  2.4 人教版更注重学生思维空间,浙科版更注重给出范例
  人教版实验在材料用具中提出了选材除了口腔上皮细胞之外,还提到其他动物或植物细胞,在书本中还插入了人口腔上皮细胞和洋葱鳞片叶内表皮细胞两种细胞中DNA和RNA的分布图。这样有利于引发他们利用其他实验材料进行本实验的思考,发展了学生的思维空间。但人教版书本中插入实验结果图的这种方式,也有可能会使得实验的结果不再具有神秘感,使得一部分学生失去探究的兴趣。
  浙科版实验中并未提到可利用其他材料进行实验,学生的思维可能就会局限于利用“新鲜动物(蛙)的肝脏”进行该实验。不过,在浙科版实验的“讨论”问题2(表1)让学生讨论使用肝脏的血液作为本实验材料的原因,如果教师加以合理利用,就可以通过该问题发散学生思维,使其思考有无其他材料可以使用。这样一来,学生就可得到思维空间的进一步发展。
  3 启示
  人教版和浙科版DNA和RNA的观察验证性实验的比较分析可以获得以下启示。
  3.1 优化实验教材内容
  (1) 选取实验内容时,注重培养学生的科学方法的同时也要兼顾应试。教材注重给出方法性的内容,帮助学生领悟总结和运用。同时,教材仍应强调基础性、应试性,即在实验过程中能够满足学生基础知识学习,使学生对实验相关内容理解透彻。
  (2) 教材中的实验材料应避免单一性,动植物细胞应该都有。
  (3) 对于实验内容的描述注重通俗易懂,可选取一种实验材料为例描述实验方法步骤,引导学生对其他实验材料进行主动探究。
  3.2 优化实验教学方式
  在教学过程中,教师应尝试建立模型的动手操作来代替凭空的思考,虽然这个环节会消耗较多的时间,但学生经历了一个思考与尝试的过程,对转录、翻译过程有了直观的体会,调动手、口、眼、耳、脑,最大限度地发挥了学习的主观能动性,在课堂上既能掌握基本知识,又能培养观察、推理能力以及自主学习、合作学习的能力。
  参考文献:
  [1] 中华人民共和国教育部制订.普通高中生物课程标准(实验)[S].北京,人民教育出版社:2003,8.
  [2] 游江涛.“观察DNA和RNA在细胞中的分布”的实验教学组织[J].生物学通报,2012,47(6):18-19.
  [3] 叶佳,李银蝶.高中生物教材中糖类、蛋白质和脂肪检测实验的比较[J].中学生物学,2015,31(6):57-59.
  [4] 徐猷.“遗传信息的表达——RNA和蛋白质的合成”的教学设计(第1课时)[J].生物学通报,2011(1):34-36.
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