5个版本生物学教材“环境因素参与植物生命活动调节”内容比较

 

冯阳春（上海市嘉定区第二中学）

摘要：从情境创设、教学素材选择、课后评价等方面对5个版本高中生物学教材“环境因素参与植物生命活动调节”内容进行对比分析，整合各自最优部分，优化教学设计，发展学生核心素养。

作者简介：冯阳春(1979—),男,硕士研究生学历,一级教师,E-mail:fengyangc@163.com;

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）对“环境因素参与植物生命活动调节”的教学要求是：概述其他因素参与植物生命活动的调节，如光、重力和温度等。因此，本节教学应聚焦于光、温度和重力等环境因素是怎样调节植物生长、发育的，植物受环境因素的调节有什么适应意义，科学家如何通过实验探究环境因素对植物生命活动的调节。笔者对比分析了人教版、北师大版、沪科版、沪科教版和浙科版高中生物学教材关于本节内容的情境创设、素材选择和课后评价等，选取并整合其中较为突出的部分，优化教学设计，为培育学生核心素养奠定基础。

1 情境创设对比

课程标准提出，有效的教学情境能够激发学生的好奇心和求知欲，点燃学生的学习热情，使学生形成良好的求知心理，主动参与对所学知识的探索发现和认识过程，体验学习的乐趣^[1]。不同版本高中生物学教材所选择的情境素材不尽相同（表1）：人教版以根茎的生长方向创设情境；北师大版以开花、种子根茎生长方向和年轮创设教学情境；浙科版以沙漠植物种子萌发与雨水量有关创设情境；沪科教版以不同环境下结球甘蓝产量不同为情境；沪科版以一首古诗来创设情境，融入了中华优秀传统文化。在问题设计方面，沪科版、沪科教版、北师大版和浙科版的问题涵盖了光照、重力和温度这三大因素对植物生命活动的调节和植物对外界环境的反应机制；人教版的问题更聚焦于根茎生长方向，设置的问题具有连续性和进阶性。从情境导入和问题设置的统领性来看，可选择沪科教版；从情境素材和内容素材的统一性来看，可选择北师大版；从问题的启发性来看，可选择人教版。教师在教学中也可基于各版本教材情境和问题，创造能够统领全程、一境到底的教学情境，如在人教版教学情境基础上做适当拓展，选取中国“天宫”空间站“从种子到种子”全生命周期培养实验为整体情境，在种子萌发、植株生长、开花结果的过程中各选取一项环境因素深入分析。

表1 5个版本生物学教材“环境因素参与植物生命活动调节”的情境导入

2 教学素材选择对比

2.1光对植物生命活动调节内容选择对比

关于光在植物生命活动调节中的作用方面，沪科版、人教版、北师大版和沪科教版都讲述了光作为调节信号在植物生长方向、诱导叶绿素形成、种子萌发、植物开花等方面的作用，只有浙科版聚焦于光对植物开花的影响，并探讨了光周期对植物开花的调节意义和应用（表2）。在素材选择方面，沪科教版以“光敏色素的发现史”的阅读和分析开展教学，体现了课程标准提出的“注重生物科学史和科学本质的学习”的教学建议。关于植物如何感受光信号，除了北师大版，其他版本教材都以栏目或正文的形式具体介绍了光敏色素是接受光信号的重要受体。北师大版、沪科版和沪科教版都未提及植物体内光信号如何转换，人教版则以模型图的形式详细描述了光敏色素接受光照后影响特定基因表达表现出生物学效应，浙科版在栏目中呈现两种教材解读类型的光敏色素（Pr和Pfr）在不同光信号下相互转换，调节种子萌发。5个版本教材都以不同形式展示了光周期对植物开花的影响，体现人类利用光周期来调控花期这一生活应用。若教师在教学中以上述提及的中国“天宫”空间站“从种子到种子”全生命周期培养实验为整体情境，则需要对这部分内容进行取舍，将教学聚焦于光对种子萌发的影响。选择沪科教版的“光敏色素的发现史”素材，设置系列问题，带领学生沿着科学史进行探究，感受众多科学家接力研究和科学探究的基本流程，使学生充分理解光对植物种子萌发的作用。再结合人教版的光敏色素接受光照后调节植物生命活动的机制模型图和浙科版两种类型的光敏色素在不同光信号下相互转换资料，由学生解释植物体内光信号的转换过程。形成从实验探究到原理分析的整体，培养学生的科学探究和科学思维能力。光周期调控植物开花部分内容可在课后检测中提及。

表2 5个版本生物学教材在“光对植物生命活动调节”内容选择方面的对比

2.2重力对植物生命活动调节内容选择对比

5个版本教材都围绕植物根的向地性和茎的背地性生长展开重力对植物生命活动调节的教学。关于植物根的向地性和茎的背地性生长现象，沪科版、北师大版和浙科版都呈现了植物向性运动模型图进行解释。同时，北师大版和沪科版还以玉米向性生长为例进一步阐释重力对植物生长的影响，其中沪科版呈现了实验步骤和实验结果。关于植物是如何感受重力信号的，人教版、沪科版和浙科版以不同形式呈现了“淀粉—平衡石”假说，三者相比，浙科版对该假说的陈述更加详细和具体。关于植物根向地性的感受部位在哪里，人教版和沪科教版在教材栏目中以实验的形式呈现，沪科教版给定了具体实验方案，人教版的开放性更强，只给定实验材料，由学生自行设计实验方案，有助于培养学生的科学探究能力。根据“从种子到种子”整体情境，教师在教学过程中可聚焦于重力对植株生长的调节，组织兴趣小组的学生参考沪科版教材，在课前完成玉米向性生长的实验。在课堂教学中，教师可展示实验结果，并提出问题：植物根的向地性和茎的背地性生长现象的内在机制是什么？请结合沪科版植物向性运动模型图和浙科版的“淀粉—平衡石”假说材料阐述其内在机制。“植物根向地性的感受部位在哪里”可参考人教版的探究实验，作为学生的课后探究任务。最后结合北师大版《开阔眼界》栏目提供的植物在太空中的生长方向材料，提出问题：在失重的太空中如何使植物的根也充分扎入土壤？学生根据资料分析发现植物的生长方向不仅受重力影响，也受水分影响，当土壤水分分布不均匀时，根趋向水分充足的地方生长，因此在太空中，可利用土壤水分使植物的根扎入土壤。

2.3温度对植物生命活动调节内容选择对比

浙科版、北师大版和沪科版都以文字形式描述了温度对种子萌发、生长和开花的影响。人教版在《思考讨论》栏目呈现年轮形成原因和春化作用的资料，探讨年轮与季节温度变化的关系、春化作用的意义；沪科教版除了介绍温度对种子萌发、生长和开花的影响，还介绍了我国农民创造的“闷麦法”可以在一年内培育多代冬小麦，加速育种进程。借助以上教学情境，教师可将教学内容聚焦于温度对植物开花结果的影响，建议选择人教版的资料分析春化作用的原理和意义，让学生基于事实和证据，推理温度对植物开花的影响，培养学生的科学思维；资料分析后再呈现沪科教版的“闷麦法”，分析这种做法的意义，培养学生运用所学知识解决生活中问题的能力，增强民族自豪感。

3 课后评价对比

5个版本教材都在每一节教学内容之后设置对应的课后评价题目，各版本设置的栏目名称各不相同，设置的评价检测题类型大体相似，基本都包括基础检测题和开放性的能力提升、知识应用题，只有人教版中有一道概念构建题（表3）。考虑到基础概念的巩固、知识框架的构建和情境的延续性，可选择人教版、沪科版、浙科版的基础概念检测题，人教版的概念图构建题和沪科版的拓展应用题作为课后评价。从基础知识到建立知识与知识间联系再回归本节课的大情境，运用所学知识设计一款可以在太空中培育蔬菜的培养箱，体现评价的分层性，指向学生学科核心素养的发展。

表3 5个版本生物学教材课后评价对比

来源：冯阳春.5个版本生物学教材“环境因素参与植物生命活动调节”内容比较[J].中学生物教学,2025,(16):32-35.