中美高中生物学教材中“转录和翻译”部分的对比分析

石帅 王威

摘   要：文章从教材中的位置、设计思路、栏目设置、类比语言和课后习题等方面，对中美高中生物学教材中“转录和翻译”部分的内容进行对比分析。美国教材注重知识本身的逻辑顺序，有利于学生理解并构建完整的知识体系，但存在专业程度高，部分概念过难的情况；中国教材重视问题情境的创设，利用问题串层层推进，引导学生思考，但对部分概念进行了简化处理。因此，中国教材更符合现阶段中国学生的学习需求，美国教材可以作为拓展课堂内容的重要参考。

关键词：高中生物学；中美教材；教材对比

2019年，基于《普通高中生物学课程标准（2017年版）》的相关要求，我国发行了各版本的高中生物学新教材[ 1 ]。“转录和翻译”是基因表达的重要环节，该过程是高中生物学科重要的学习内容。本文选择我国普通高中教科书人教版2019年版生物学《必修2·遗传与进化》（以下简称中国教材）和美国主流理科教材《生物·生命的动力》（以下简称美国教材）进行比较分析[ 2-3 ]。通过分析中美教材对同一知识的呈现方式，取长补短，以期为一线生物学教师进行教材分析，拓展课堂内容提供参考。

1  教材中的位置对比

我国教材把“转录和翻译”设置在必修2第4章第1节“基因指导蛋白质的合成”，美国教材把“转录和翻译”设置在第6单元第18章第2节“从DNA到蛋白质”。虽然教材整体编排存在差异，但是中美教材都把“转录和翻译”设置在“DNA的结构和基因本质”与“基因突变”之间。这种设置不仅符合生物学科知识的内在逻辑，还符合高中生的认知规律。因为学生在学习过DNA的结构和基因本质，自然而然会产生“基因是如何发挥作用”的疑问，顺势介绍“转录和翻译”的详细过程，并为学生理解“基因突变”做好铺垫，比如本节出现的三联体密码子是理解移码突变的重要知識基础。

2  设计思路对比

在导入部分，我国教材借助侏罗纪公园的科幻背景，以探讨“能否利用DNA复活已灭绝的生物”导入新课。美国教材以制作折叠式学习卡的课堂活动导入新课。我国教材采用了创设情境、思考问题的导入形式，其中电影《侏罗纪公园》的部分简介和恐龙图片更加贴近学生的课余生活，有利于激起学生的学习兴趣。虽然美国教材组织学生参与制作折叠式学习卡的活动，但该活动在教材的其他章节也有重复出现，新颖度和趣味性有待提升。

在正文部分，我国教材把“基因指导蛋白质的合成”划分为三部分：第一部分为遗传信息的转录，包括RNA和DNA的区别、RNA的种类、转录的概念和过程。第二部分为遗传信息的翻译，包括碱基与氨基酸的对应关系、密码子的概念和特点、反密码子的概念、tRNA的结构和功能、翻译的概念和过程。第三部分为中心法则，根据生物科学研究的最新成果，在转录和翻译的基础上对遗传信息的流向进行了补充，并形成中心法则图解。美国教材没有明显的板块划分，而是按照基因与蛋白质、RNA、转录的概念和过程、RNA加工、遗传密码、翻译的概念与过程的顺序进行展开。

通过比较发现：我国教材以问题串的形式层层推进，比如“遗传信息的转录”按照“RNA是什么物质？为什么RNA适于作DNA的信使呢？DNA的遗传信息是怎样传给mRNA的？”问题串的逻辑顺序进行展开；“遗传信息的翻译”则按照“碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？游离的氨基酸是怎样被运送到合成蛋白质的生产线上的呢？”问题串的顺序展开。这种编排有利于引导学生基于问题进行探究性学习，有利于培养学生的科学思维和科学探究素养。美国教材没有设置推进式的问题串，而是按照知识的逻辑顺序进行展开，这种编排有利于体现知识的系统性和联系性，有利于学生理解并构建完整的知识体系[ 4 ]。

此外，我国教材在阐述翻译过程之后，介绍了一个mRNA分子上结合多个核糖体的现象，并结合科学发展史对中心法则进行详细阐述。而美国教材在介绍转录过程之后，讲解了RNA的加工处理过程，并穿插了内含子和外显子的概念。由此可见，中美生物学教科书对同一内容有着不同的侧重点。为了降低学习难度，我国教材对内含子和外显子等复杂概念进行了删略处理。为了凸显生命的信息观，体现科学不断发展的特点，我国教材对中心法则进行了详细论述。与类似科学论文的美国教材相比，我国教材更加符合我国学生的学情，易于学生理解。

3  栏目设置对比

为了对正文内容进行解释和拓展，中美教材都设置了各种各样的栏目。本文对中美教材中“转录和翻译”部分的栏目设置进行梳理，如表1所示。

从栏目设置可以看出中美教材均以学习目标或本节聚焦的形式，指明本节的学习方向，均有思考讨论或技能实验栏目引导学生进行思考。但二者栏目设置也存在以下差异：美国教材有重要术语的复习和介绍，注重前后知识的联系，而我国教材通过想象空间、相关信息等栏目对正文内容进行了扩充说明，并重视生物科学史的独特教育价值，在正文以及生物科学史话栏目均有体现。

4  类比语言对比

由于转录和翻译都是发生在分子层面的过程，学生在日常生活中很难有相关经验的积累，所以本节内容是高中学生的认知难点。为了帮助学生理解和建构相关概念，中美教材都采用类比方法，把复杂概念类比为学生生活中的事物或现象，化抽象为具体，但二者在喻体的选择上略有不同。在介绍转录过程时，我国教材把细胞核比作司令部，把细胞质比作战场，把DNA比作司令，把RNA比作信使；而美国教材把DNA比作工程师的指令，把RNA分子比作工人，把蛋白质合成过程比作汽车装配流水线。在介绍翻译过程时，我国教材把核糖体比作装配机器，mRNA与核糖体结合成蛋白质生产线，tRNA是把氨基酸搬运到生产线上的搬运工；而美国教材把细胞质比作生产工厂，把核糖体比作装配线，把mRNA比作携带工程师指令的工人，把tRNA比作零配件供应工人。我国教材根据转录和翻译的过程特点，选择不同的喻体，有利于辅助学生理解抽象过程。美国教材关于本体和喻体的叙述庞杂，不利于学生的理解。因此，教材运用类比法进行叙述时，应该保证文字的简洁性和可读性。

5  课后习题对比

我国教材的课后习题包括2道判断题、1道选择题、1道拓展问答题，共4道题目。4道题覆盖了转录的过程、密码子与氨基酸的对应关系、翻译的过程等知识点，注重对生物学基础知识的考查，并通过拓展问答题考察学生对本节内容的理解程度和迁移运用能力。美国教材课后题共6道问答题，6道题覆盖了转录的过程、密码子的概念、tRNA的作用、翻译的过程等知识点。这些题目既测试了学生对基础概念的记忆水平，也考察了学生对过程模型的理解应用水平。美国教材的课后习题设置与国内高校生物教材的课后复习题相似，并且知识覆盖面和测试效果优于我国教材的选择题和判断题。选择题和判断题等客观题适于考试中应用，可以提高阅卷速度，但不适合作为课后习题的主要类型[ 5 ]。

6  小结

研究发现，中美教材“转录和翻译”部分在教材中的位置、设计思路、栏目设置、类比语言、课后习题等方面存在一定差异。美国教材注重知识本身的逻辑顺序，有利于学生理解并构建完整的知识体系，但存在专业程度高，部分概念过于复杂的情况；我国教材重视学习情境的创设，利用问题串层层推进，引导学生进行思考，但为了降低学习难度，对内含子和外显子等复杂概念进行了简化处理。总之，两种教材各有所长，而我国教材更符合现阶段我国学生的学习需求，美国教材可以作为拓展课堂内容的重要参考。一线生物学教师需要深入分析课程标准和学生情况，把美国教材的有益之处运用到教学中。

参考文献：

［1］ 严丹，吴萌希，任山章.中美高中生物教材难度比较——以“光合作用”为例[J].中学生物学，2021，37（1）：63-65.

［2］ 朱正威，赵占良.生物学·必修2·遗传与进化［M］.北京：人民教育出版社，2019：64-70.

［3］ 比格斯，等.生物·生命的动力［M］.廖苏梅，等译.杭州：浙江教育出版社，2008：512-519.

［4］ 马小明，王燕霞.中美高中生物教材中“孟德尔遗传定律”部分的比较[J].中学生物学，2017，33（8）：69-71.

［5］ 李康博.中美高中生物学教材的对比及课堂应用指导——以“细胞呼吸”为例[J].中学生物学，2019，35（12）：53-54，67.