人教版高中生物学新旧教材“细胞的物质输入和输出”的比较分析

刘仁泽

教材能够体现国家的意志，是树立社会主义核心价值观、落实立德树人根本任务的重要载体，同时教材作为课程标准的载体，也是一线教师重要的教学依据。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《课程标准》）所提出的以落实核心素养为宗旨的基本理念，人教版高中生物学（2019年版）（以下称新教材）应运而生。下面通过对新教材和人教版高中生物学（2007年版）（以下称旧教材）“细胞的物质输入和输出”的比较，帮助教师更充分地使用和挖掘教材，为高中生物学教学提供一定的参考。

1教材内容的变化

1.1内容体系的改变

新教材对旧版教材的内容体系进行了系统性的整合和修订，将旧教材“生物膜的流动镶嵌模型”的相关内容转移到第三章“细胞膜的结构和功能”进行讲授，删去“物质跨膜运输的其他实例”等内容，并将“物质跨膜运输的实例”“被动运输”“主动运输”和“胞吞、胞吐”整合成两节课进行编著，两版教材体系结构见表1。新教材利用知识间的内在联系，从“水进出细胞的原理”出发，以水分子为例，引导学生学习被动运输，从而解决在旧教材使用过程中学生对水分子运输方式和原理理解不够深刻的知识断层问题。新教材将“胞吞、胞吐”从小字部分调整为同主动运输一起讲解的正文主干知识，利于学生更好地比较主动运输和胞吞、胞吐的异同点，进而更好地理解能量在物质输入和输出过程中所发挥的的重要作用。

1.2知识内容的扩充

新教材主要对细胞的物质输入和输出过程中所涉及的核心概念、机理性知识和实例进行补充，见表2。

1.3知识内容的修订

1.3.1水进出哺乳动物红细胞的原理

由于新教材删去“体验制备细胞膜的方法”的实验，所以将水进出哺乳动物红细胞的情景更换为将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，并在“思考·讨论”中通过问题的形式引导学生思考临床输液时用生理盐水的原因，培养学生善于运用生物学知识对生活实践做出合理的解释。1.3.2植物细胞壁的特性与作用

依据《课程标准》中关于“内容聚焦大概念”的基本理念，新教材虽然在“植物细胞（左）和动物细胞（右）亚显微结构模式图”中已经介绍了植物细胞壁的成分和作用，但在“探究植物细胞的吸水和失水”实验之前补充了植物细胞壁的特性和伸缩性较小等相关知识，强调水进出植物细胞主要是指水经过原生质层进出液泡。与老教材相比，新教材的描述更科学精确，有利于学生理解植物细胞壁的特点和质壁分离现象发生的内在原因，更好地理解水对于生命活动的重要性，充分体现了结构与功能观和生命的物质观。

1.3.3探究植物细胞的吸水和失水

新教材在遵循探究实验基本操作步骤的基础之上对“探究植物细胞的吸水和失水”实验进行修订，包括以下三个方面：①提出问题之前补充了“萎蔫菜叶浸泡在清水中，不久会变得硬挺”这一植物细胞吸水的真实情景，从细胞吸水和失水两个方向激发学生思考，进而更有效地引导学生发现问题。②新教材删去了提出问题和作出假设两个部分的参考案例，直接提出问题“水分进出植物细胞是通过渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？”，将旧教材中直接给出实验设计参考案例的方式改为先通过思考和讨论题引导学生尝试进行实验设计再给出相应的参考案例。修订之后的实验体系更加符合学生的认知规律，使学生易于体验探究实验的设计过程。③在方法步骤中，新教材对取材和制作临时装片的操作进行了细致描述，提高了学生动手操作的可行性。

1.3.4被动运输的概念及自由扩散实例

新教材以黑体字的形式呈现被动运输的概念，强调物质以扩散方式进出细胞，不需要消耗细胞内化学反应所释放的能量。除了保留旧教材氧气和二氧化碳进出肺泡细胞的实例外，正文部分还对甘油、乙醇和苯等脂溶性小分子有机物进出细胞的方式进行描述，并通过旁栏思考题的方式激发学生分析甘油、乙醇等分子以自由扩散方式进出细胞的原因，鼓励学生通过思考去解释原因，而非单纯记忆。

1.3.5协助扩散和主动运输的概念

旧教材关于协助扩散和主动运输的概念都强调载体蛋白的重要作用，而新教材则将载体蛋白和通道蛋白统称为转运蛋白。修订之后将协助扩散表述为“借助膜上的转运蛋白进出细胞的物质扩散方式，也叫易化扩散”，主动运输表述为“物质逆浓度梯度进行跨膜运输，需要载体蛋白的协助，同时还需要消耗细胞内化学反应所释放的能量的运输方式”。这样强调协助扩散需要转运蛋白的帮助，而主动运输需要载体蛋白的协助，便于学生进一步学习载体蛋白和通道蛋白的转运机理，体会物质跨膜运输在细胞代谢过程中的重要意义。

1.3.6水分子进出细胞的方式

旧教材中关于水通道蛋白的叙述只出现在“科学前沿”中，容易引起学生的对水分子进出细胞方式的认知错误；新教材则在正文部分通过时间线的描述方式，重点强调“过去普遍认为水分子都是通过自由扩散进出细胞，通过后来的研究表明，水分子更多的是借助水通道蛋白以协助扩散的方式进出细胞”，利用“生物科学史话”栏目对水通道蛋白的探索历程进行描述，从而使学生充分理解“同一物质进出细胞时可能存在着多种运输方式”，即培养了学生的辩证思维，又将水分子与被动运输紧密联系起来凸显知识的整体性。

2教材旁栏和插图的变化

教材旁栏的变化：①第四章开篇以治疗某种高血压药物的说明书进行导入，结合学生的生活实际，通过真实情景引导学生思考，明确本章节的学习意义；②补充“甲状腺滤泡上皮细胞吸收碘”真实情景作为问题探讨，激发学生对主动运输的学习；③“本节聚焦”增添了关于胞吞、胞吐的相关要求，着重强调学生在掌握基礎知识之上要能够理解细胞生命活动中不同运输方式所存在的意义，明确物质跨膜运输方式与细胞结构之间的关系，从而培养学生的关键能力，帮助学生形成正确的生命观；④“思考·讨论”增加了对胞吞、胞吐过程的特点及意义的提问，帮助学生更好地理解胞吞、胞吐对细胞生命活动的重要意义；⑤“与社会的联系”在保留囊性纤维病的基础上增加阿米巴痢疾的发病原因及预防措施，引导学生关注生命健康，培养社会责任。

教材插图的变化：新教材补充了钾离子通道模式图、甲状腺滤泡上皮细胞图像、变形虫的胞吞和胞吐示意图以及疟疾内变形虫吞噬人体细胞等图像，在更科学的基础上又增添了立体与美观感，方便学生结合图片理解物质进出细胞这一微观抽象的过程。

3本章小结和课后习题的变化

根据《课程标准》提出的“以核心素养为宗旨”教学理念，新教材本章小结包括“理解概念”和“发展素养”两个栏目。“理解概念”对本章重要概念及其內在联系进行总结和归纳，帮助学生明确核心知识，“发展素养”则显性化地对学生学习之后的素养发展设定明确要求，概括本章在发展学生核心素养方面的价值，便于检测学习成果。

在新教材中“练习与应用”被划分成“概念检测”和“拓展应用”两项内容。“概念检测”对应的是教材的基础知识，大部分学生通过学习都可以自主完成；“拓展应用”则是对学生理性思维和探究能力的提升，一方面通过对教材实验步骤或操作进行改进，引导学生进行实验设计并分析其原因；另一方面通过结合“草履虫伸缩泡在不同溶液中的变化”等真实情景，提高了教材的可用性，有助于培养学生的批判性思维和锻炼学生的语言表达能力。

4启示与思考

总体来看，新教材不仅在原有的知识体系和内容上有所改变，还在教材插图、旁栏和课后习题等多个方面进行了修订，凸显立德树人的根本任务，充分体现教材是发展学生学科核心素养的重要载体地位。新教材不仅有利于学生更好地理解知识和进行知识性实践，还有利于指导教师的教学工作，让教师更善于运用教材来培养和发展学生的生物学学科核心素养。因此，教师应更注重教材的使用，特别是教材旁栏和课后习题的使用，提高学生的参与度，使学生增加阅读能力、逻辑思维和语言表达的训练，减少偏、难、怪试题对学生的影响。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]赵占良，谭永平.聚焦学科核心素养，彰显教材育人价值——普通高中生物学教材修订的总体思路[J].课程·教材·教法，2020，40（1）：82-89.

[3]吴成军.人教版“分子与细胞”模块教材部分知识内容修订说明[J].中学生物教学，2019，（17）：4-7.