中英高中生物学教材“探究插枝生根的影响因素”实验的比较与启示

应晓屹

摘要 以浙科版高中生物学教材和英国Pearson Education Limited出版的IB课程高中生物学教材的“探究插枝生根的影响因素”实验为例，从实验目的、实验材料、实验步骤、实验讨论这4个方面展开比较分析，以期为高中生物实验教学提供参考。

关键词 高中生物学教材 探究插枝生根的影响因素 比较

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

《普通高中生物学课程标准（2017版）》强调实验教学是生物学课程的特点，也是生物学教学的基本形式之一。课程内容中的教学活动有一部分就是实验教学，它是促成学生达到生物学科核心素养的重要支撑。

浙科版高中生物教科书《必修3.稳态与环境》（以下简称浙科版）的第一章第一节，英国Pearson Educa-tion Limited出版的IB课程高中生物学教材《PearsonBaccalaureate Standard Level Biology》（ 2014年第2版，以下简称英版教材）第三章第五节，均设置了“探究插枝生根的影响因素”这一实验，其中均包括了控制自变量、收集和处理测量数据以及依据数据绘制曲线图等活动。这些活动是培养学生掌握科学探究方法的重要环节。

下面以两种教材的“探究插枝生根的影响因素”实验为例，从实验目的、实验材料、实验步骤、实验讨论4个方面展开比较分析，以期为高中生物实验教学提供参考。

1 实验内容的比较

1.1 实验目的的比较

浙科版的实验目的是“探究2，4-D对插枝生根的作用”，教材中没有给出具体的2，4-D浓度，需要自行设计。实际教学过程中，不同的小组使用不同的浓度范围，全班呈现浓度梯次变化，最后寻找出促进插枝生根的最适浓度。

英版教材的实验目的是“探究插枝生根的影响因素”，提示学生需要考虑的影响因素有：激素的种类（如赤霉素、生长素或乙烯）、非生物因素（如光照、温度和水分）、培养插枝的基质种类（如土壤、沙子、琼脂或水）、插枝上有无叶等。由于影响因素较多，学生会被分成几个小组，每个小组负责探究一种影响因素，合作完成本实验。

可见，两种教材的研究目的基本一致，浙科版的研究有深度，英版教材有广度，各有侧重。这两种教材都要求学生以小组合作的形式，需要全班学生共同努力得到研究结果，既充分体现了探究性，又体现了合作学习的优越性。

1.2 实验材料的比较

浙科版的实验材料有：2，4-D、盆栽植物、500 mL的烧杯3只。英版教材的实验材料有：植物、切割工具、培养基质、植物激素、培养容器。英版教材提供的实验材料更多样，但两种教材都用到了激素、植物和培养容器，并且都没有指出选用哪种植物，需要学生搜集资料，自行确定。

针对如何选择植物，英版教材作出了如下建议：

①选择的植物最好是本地植物，并且是当季的。

②选择的植物容易在液体或固体基质中生根，如凤仙花、秋海棠、德紫罗兰或非洲紫罗兰。

③道德和法律方面的考虑：在某些情况下，以这种方式克隆植物都是违法的。在园艺中心或苗圃购买的植物通常是园艺师多年培育的心血，尽管我们的目的是教育不是利润，但在确定植物种类前，最好考虑知识产权的问题。

通过实验材料的比较发现：两种教材都重视让学生搜集资料，以确定合适的实验植物。但英版教材给了明确的方向，让学生在收集资料时有更强的目的性，并且由于国情不同，英版教材提示学生要注意道德和法律方面的问题，有利于学生社会责任意识的养成。

1.3 实验步骤的比较

两种教材的实验步骤在呈现方式上存在明显差异（表1）。

浙科版有详细的实验步骤，学生按照实验步骤实施实验。英版教材通过设计几个探究性问题，引导学生自行设计，对学生的实验设计能力提出了更高的要求。在数据记录和分析方面，两种教材都要求学生用表格记录数据，并绘制生长曲线图。不同的是，英版教材要求学生自行绘制表格。

1.4 实验讨论的比较

浙科版的讨论环节设置了5个问题：

①为什么要用两种浓度的2，4-D溶液？

②3号烧杯的作用是什么？

③将2号烧杯与3号烧杯进行对比，可以得出什么结论？

④将l号烧杯与2号烧杯进行对比，可以得出什么结论？

⑤设计一个实验，研究赤霉素对扦插枝条生根是否有作用，与2，4-D的作用有什么不同。

英版教材没有设置讨论环节。

浙科版实验的讨论环节设置的问题环环相扣，先引导学生认识对照的意义，再通过2次对比分析，得出实验结论，明确通过对比得出的实验结论更具说服力，最后创设新的问题情境，鼓励学生应用所学知识设计后续实验，以延续自己的进一步探究。

2 启示

2.1 注重培养科学探究能力

培养学生生物学学科核心素养是生物课程的价值追求，以探究为特点的教学会直接影响核心素养中“科学探究”的落实。因此，在实验教学中，教师应该提供更多的机会让学生开展有目的的探究活动。

如对教材实验内容进行适度的拓展。浙科版的实验中除了探究不同浓度的2，4-D对插枝生根的作用，还可以让不同的小组选取不同的植物进行实验，经过分析，可以更加全面地了解2，4-D对植物的生理作用特点。鼓励学生在收集资料的基础上，以小组合作的形式自行进行探究实验方案的设计，并且认真画好插枝生根状况的曲线图，有利于锻炼学生的图文转换能力。实验结束后，教师可以组织学生在全班汇报自己的设计意图，进行结果展示，鼓励学生做出尽可能合理的分析和解释。

如基于教材实验，设计并实施课后探究。浙科版在讨论环节要求学生设计一个实验，研究赤霉素对扦插枝条生根是否有作用，与2，4-D的作用有什么不同。该继续探究要求学生运用在本实验中学到的实验设计相关知识，来解决新的生物学问题，并对课内外的实验结果进行比较。这一设置既有利于概念的深化，也为学生进一步开展科学探究提供了线索。

2.2 注重学科间的联系

实验教学中应加强学科间的横向联系，有利于学生理解科学的本质、科学的思想方法，从而发展学生的生物学学科核心素养。

如运用数学方法分析生物学实验结果。两种教材在处理实验数据时，都要求学生用表格来记录实验数据，并绘制曲线图来表现插枝的生长情况。不同的是，英版教材没有提供现成的表格，而是通过让学生思考“表格的标题是什么，共需要几行几列”等问题自行绘制。学生在绘制表格过程中会经历思考问题、画表格、讨论交流、纠正错误、完成绘制，这一表格模型的建立过程有利于发展学生的科学思维。

2.3 注重养成社会责任意识

在实验教学中，教师引导学生结合本地资源开展科学实践，引导学生关注和参加与生物学相关的社会议题的讨论和理性解释，是养成学生社会责任意识的重要途径。例如，引导学生结合本地资源开展科学实践。两种教材都没有明确实验对象是哪种植物的插枝，因此学生需要通过图书、网络等了解更多信息，选定适用的植物种类后再开展研究。搜集信息时，学生会了解到当前与插枝生根有关的研究状况、如何获取插枝、不同种类的插枝生根难易程度、学校周边及当季的常见植物等，这些信息的获取有利于学生更准确地根据学校地理位置及所处季节选用合适的插枝进行实验，提高实验的有效性。英版教材在选择植物种类时，还特别根调了道德和法律方面的考虑，让学生要注意知识产权的问题、要有生态意识等，在考虑这些问题的同时，自然而然地增强了学生的社会责任感，这一点是值得借鉴的。

参考文献：

[l]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2018： 59.

[2]吴相钰，刘恩山.普通高中课程标准实验教科书·生物·必修3.稳态与环境[M].杭州：浙江科學技术出版社，2016：5-6.

[3] Alan D， Randv M， Patricia T，et al..Pearson BaccalaureateStandard Level Biology[M ].Edinhurgh：Pearson Education Limit-ed， 2014： 175.