高中生物學新教材作業(yè)系統(tǒng)的功能和習題的設(shè)計

高中生物學新教材作業(yè)系統(tǒng)的功能和習題的設(shè)計

教材的作業(yè)系統(tǒng)是教材的重要組成部分，直接影響著教材功能的實現(xiàn)。

新修訂出版的高中生物學教材的作業(yè)系統(tǒng)基于課程標準的要求、教材的內(nèi)容、

學生的認知特點等進行統(tǒng)籌設(shè)計。下面對它的功能和習題的設(shè)計進行分析。

1作業(yè)系統(tǒng)相關(guān)概念的界定

什么是作業(yè)？《教育大辭典（增訂合編本）》對作業(yè)的釋義是，為完成

某種學習任務(wù)而布置的各類練習的通稱，是衡量學習者學習有無發(fā)生，以及

發(fā)生到何種程度的客觀標志，是教學活動獲得反饋信息的重要渠道?？冢荻?/p>

威分析了主動的作業(yè)在教育上的地位，指出教學應(yīng)從學生的經(jīng)驗和能力出發(fā)，

使學校在游戲和工作中采用與兒童、青年在校外所從事的活動類似的活動形

式。他認為的作業(yè)涉及探索、操作工具和材料、建造等實踐活動。［2］可見，

在教育學領(lǐng)域，作業(yè)一般泛指學生為完成學習任務(wù)所進行的一系列學習活動；

作業(yè)的內(nèi)容豐富，形式多樣，既可以是書面的練習，又可以是調(diào)查、制作等

實踐活動。

那么，生物學教材的作業(yè)系統(tǒng)涉及哪些內(nèi)容呢？它既包括章節(jié)后的作業(yè)

題，也包括某些探究活動中的討論題；既有隨堂練習和技能訓練，又有階段

性的自我檢測；既有書面作業(yè)，又有課外實踐、撰寫綜述報告等實作評價的

內(nèi)容。［3］具體到新高中生物學教材中，作業(yè)系統(tǒng)涉及"思考?討論""探究

?實踐""思維訓練”欄目中的某些討論題，旁欄中的問題，"探究?實踐"

中的表達和交流、進一步探究活動，課外實踐活動，以及節(jié)后"練習”和章

后"自我檢測"題等。需要說明的是，上述欄目中的討論題或問答題的作業(yè)

屬性，是根據(jù)教師的教學情況而定的，如果用作教學的引入或鋪墊，它們顯

然不具有作業(yè)的屬性；而如果用以檢驗教學的效果，反饋學生對知識的掌握

程度，它們就屬于作業(yè)系統(tǒng)的一部分。

2作業(yè)系統(tǒng)的功能

新高中生物學教材中多樣的作業(yè)類型承載著多元的功能。

2.1激發(fā)學習興趣

心理學家、教育家布魯納認為，學習的最好刺激，乃是對所學材料的興

趣，而不是諸如等級或往后的競爭便利等外來目標。［4］教材作業(yè)系統(tǒng)設(shè)計

在激發(fā)學生的學習興趣方面做了不少嘗試。像教材中引導學生進一步探究的

問題，聯(lián)系生產(chǎn)生活實際的具有真實情境的習題設(shè)計，以及一些開放性問題

的提出等，都能夠調(diào)動學生學習的主觀能動性和創(chuàng)造性，從而較大限度地激

發(fā)他們的學習熱情和興趣。

2.2幫助鞏固與理解知識

傳統(tǒng)的作業(yè)系統(tǒng)主要為鞏固知識而設(shè)計，這也是作業(yè)系統(tǒng)最基本的功能,

教材章節(jié)后面的練習題就十分典型。節(jié)后練習中的“概念檢測"聚焦本節(jié)的

核心知識和重要概念來編制，讓學生通過練習，及時總結(jié)發(fā)現(xiàn)問題，進行鞏

固和提高；欄目中的很多思考討論題緊扣知識內(nèi)容設(shè)計，可以幫助學生加深

對所學知識的理解。例如，在必修1教材中，學生學習了光合作用光反應(yīng)階

段和暗反應(yīng)階段的相關(guān)內(nèi)容后，讓他們思考兩者在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化方面

的區(qū)別和聯(lián)系，有助于學生加深對光合作用原理的認識。

2.3促進拓展與應(yīng)用知識

作業(yè)是課堂學習的延伸和補充，對于學生拓展與應(yīng)用所學知識也具有十

分重要的作用，主要體現(xiàn)在以下幾個方面。①提出有思考、應(yīng)用價值的問

題。例如，"思考?討論”欄目應(yīng)自主、探究、合作學習的需要而設(shè)計，提

出的問題有的起知識遷移應(yīng)用的作用，有的起演繹或拓展思維的作用等。②

提供可以擴大知識面的情境素材。"思考?討論”等欄目，以及練習題里都

有不少體現(xiàn)最新科學研究進展，聯(lián)系知識在現(xiàn)實生活中應(yīng)用的情境素材，這

可以幫助學生拓展視野，了解知識的應(yīng)用。③編排課外實踐活動。生物學是

一門具有很強實踐性質(zhì)的學科，教材在"課外實踐""進一步探究”等欄目

或活動環(huán)節(jié)中，都安排了學生可以在課后開展的實踐活動，供他們自主選擇，

在活動開展的過程中，學生運用所學知識的能力將得到鍛煉和提高。

2.4發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)

2017年,教育部頒布《普通高中生物學課程標準（2017年版）》（以

下簡稱新課標），提出了發(fā)展學生生物學學科核心素養(yǎng)的課程理念。［5］基

于學科核心素養(yǎng)編寫的新教材，它的作業(yè)系統(tǒng)的功能進一步拓展。

2.4.1助力生命觀念形成

生物學概念是生命觀念形成的基礎(chǔ)。教材節(jié)后練習的"概念檢測”部分，

引導學生關(guān)注概念的形成，幫助學生理解、鞏固概念，其實就是在助力生命

觀念的形成。教材設(shè)計的作業(yè)系統(tǒng)中幫助學生形成生命觀念的例子還有很多。

例如，必修2教材讓學生在開展了"制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的探究實

踐活動后，討論DNA為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息，可以幫助學生建

立信息觀；選擇性必修1教材第1節(jié)安排的"思考?討論一一分析內(nèi)環(huán)境穩(wěn)

態(tài)失調(diào)的實例"有助于學生認識機體維持穩(wěn)態(tài)與平衡的重要意義，促進穩(wěn)態(tài)

與平衡觀的形成等。需要指出的是，選擇性必修3教材對學生生命觀念素養(yǎng)

發(fā)展的要求更高，側(cè)重在運用水平。因此教材設(shè)計了活動或編排了習題讓學

生運用生命觀念進行解答。例如，教材"微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用"一節(jié)中

無論是讓學生設(shè)計從土壤中分離分解尿素的細菌的培養(yǎng)基的配方，還是設(shè)計

從土壤中分離纖維素分解菌的實驗方案，都需要運用生物與環(huán)境相適應(yīng)的觀

點；"動物細胞工程”一節(jié)的習題中探討了與大熊貓保護、北方白犀牛繁育

有關(guān)的問題，這都涉及人與自然、人與社會協(xié)調(diào)發(fā)展的生態(tài)觀的運用.

2.4.2加強科學思維訓練

教材設(shè)計的作業(yè)系統(tǒng)對學生科學思維的訓練顯隱結(jié)合。一方面，教材顯

性地設(shè)計了"思維訓練"和"批判性思維"欄目。5冊教材的"思維訓練”

多達17個，相關(guān)內(nèi)容從證據(jù)的獲取與甄別、數(shù)據(jù)的處理與解釋、辨別假設(shè)、

展開推理、評估論斷等多個方面系統(tǒng)、全面地訓練學生的科學思維。另一方

面，教材隱性地通過章節(jié)后的習題、設(shè)計的活動等進行訓練。例如，選擇性

必修1教材第1章的"復習與提高"中有一道題，讓學生運用所學知識，并

通過查閱相關(guān)資料獲得更多的證據(jù)，嘗試對"酸堿體質(zhì)理論"進行評判，這

可以訓練批判性思維里面評估的技能。

2.4.3發(fā)展科學探究能力

發(fā)展學生科學探究能力的一條重要途徑是安排需要學生動手實踐的探

究活動。教材的"探究?實踐”欄目中編排的學生可以進一步探究的活動，

可以讓學生在課后收集資料、設(shè)計方案、開展活動等，從而使他們自主經(jīng)歷

探究的過程，發(fā)展科學探究能力。除了實際動手操作的探究活動，教材中的

理論性探究也占據(jù)重要的位置。例如，一些習題要求搜集資料進行分析討論,

可以發(fā)展學生搜集分析資料、口頭交流等方面的能力。止匕外，教材還安排了

一些分析科學家進行實驗、通過邏輯推理得出結(jié)論的探究活動，如必修2教

材中的"思考?討論一一DNA結(jié)構(gòu)模型的建立"，選擇性必修1教材中的“思

考?討論一一促胰液素的發(fā)現(xiàn)""思考?討論一一研究激素的方法"等活動。

通過這些活動的開展，學生可以了解科學家進行科學探究的過程，學習科學

研究的方法，體會科學家嚴謹、認真、求實、批判質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新實踐的科

學思維品質(zhì)和科學探究的精神。

2.4.4提升社會責任意識

教材的作業(yè)系統(tǒng)在培育學生的社會責任方面的內(nèi)容同樣豐富。社會責任

建立在對祖國和家鄉(xiāng)熱爰的基礎(chǔ)上，提升社會責任意識的一個重要途徑是進

行爰國主義教育。教材不少"思考?討論"活動，習題等用到的素材反映了

我國的科技成就，如神舟十一號載人飛船與“天宮二號"成功實現(xiàn)自動交會

對接，航天員順利進入空間實驗室，培育轉(zhuǎn)基因鯉魚、體細胞克隆猴，提取

青蒿素等研究成果，它們無不彰顯著我國科技創(chuàng)新的活力和實力，可以涵養(yǎng)

學生的家國情懷，也必然會激勵著他們發(fā)奮學習，增長才干，報效祖國。不

同冊次的教材，作業(yè)系統(tǒng)滲透的社會責任意識的側(cè)重點有所不同：選擇性必

修1教材主要與健康有關(guān)，滲透了健康生活的理念；選擇性必修2教材關(guān)注

生態(tài)文明建設(shè)，幫助學生樹立人與自然和諧共生的理念；選擇性必修3教材

則主要探討了一些由生物技術(shù)和工程發(fā)展引發(fā)的社會議題，讓學生感受到科

學、技術(shù)與社會的復雜關(guān)系，培養(yǎng)他們參與社會事務(wù)討論和決策的意識與責

任感。

3習題的設(shè)計

習題是教材作業(yè)系統(tǒng)的有機組成部分，新課標專門針對教材習題的配

置提出了要求，包括習題的設(shè)計應(yīng)有難度梯度、循序漸進；應(yīng)該有助于促進

學生的知識遷移和發(fā)散思維、緊密聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際等。［5］教材習題的

設(shè)計充分考量了這些要求。

3.1整體設(shè)計

新高中生物學教材習題的整體設(shè)計具有顯著的層次性。每節(jié)后的"練習

與應(yīng)用"題分為"概念檢測"和"拓展應(yīng)用”兩個層次。"概念檢測"題以

判斷題、選擇題為主，主要引導學生關(guān)注概念的形成，考查他們對基礎(chǔ)知識

的掌握。"拓展應(yīng)用"題以問答、分析說明題為主，注重知識的遷移應(yīng)用、

思維技能的提升等。每章后則編排了"復習與提高"題，必修L2和選擇

性必修L2教材，參照高考題的題型，設(shè)計了"選擇題"和"非選擇題"。

選擇題主要考查學生對重要概念的理解和應(yīng)用；非選擇題綜合性較強，涉及

生命觀念的運用、科學思維的培養(yǎng)、社會責任的滲透等多個方面。選擇性必

修3教材與這4冊教材有所不同，考慮到它是高中階段生物學課程的最后一

個模塊，"復習與提高"中不再有選擇題，而是設(shè)計了幾道綜合性更強的大

題，很多都需要學生綜合運用本章和其他章或模塊所學的知識來進行解答。

3.2創(chuàng)編特點

3.2.1針對重要概念

生物學概念是生物學課程內(nèi)容的基本組成，概念學習和掌握重要概念是

學生學習生物學的主要內(nèi)容和主要目標之一。教材習題通過讓學生辨析概念、

建立概念之間的聯(lián)系、遷移應(yīng)用概念等檢測學生對重要概念掌握的情況。

節(jié)后練習中專門的“概念檢測"部分就有很多概念辨析題。例如，必修1第

2章第4節(jié)"蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者"，節(jié)后"概念檢測"第1題

讓學生辨析蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能相關(guān)概念笫4章第2節(jié)"主動運輸與胞吞、

胞吐"，節(jié)后"概念檢測"第1題要求辨析有關(guān)物質(zhì)進出細胞方式的概念等。

教材章后"復習與提高"題中完成概念圖的習題是典型的考查學生對所學重

要概念以及這些概念之間邏輯關(guān)系的理解程度的習題。必修1教材中有補充

完整動物細胞的結(jié)構(gòu)和功能概念圖、有關(guān)物質(zhì)進出細胞方式概念圖的習題；

必修2教材中有完成可遺傳的變異相關(guān)概念圖的習題；等等。厘清概念之間

的聯(lián)系有助于學生形成良好的知識結(jié)構(gòu)，對邏輯思維能力也是一種訓練和提

高。對概念的真正掌握則體現(xiàn)在能夠遷移應(yīng)用概念，教材中也有相關(guān)習題對

學生進行引導。例如，將從能合成組氨酸的枯草桿菌中提取的某種物質(zhì)，加

入培養(yǎng)基中，培養(yǎng)不能合成組氨酸的枯草桿菌，結(jié)果獲得了活的能合成組氨

酸的枯草桿菌，讓學生推測這種物質(zhì)可能是什么?；卮疬@個問題需要遷移應(yīng)

用"DNA是主要的遺傳物質(zhì)"這一重要概念。

3.2.2以學科核心素養(yǎng)為導向

生物學學科核心素養(yǎng)是生物學課程育人價值的集中體現(xiàn)。前面分析教材

作業(yè)系統(tǒng)在發(fā)展生物學學科核心素養(yǎng)方面的功能時，從核心素養(yǎng)的四個方面

闡述了一些習題創(chuàng)編的意圖。其實，核心素養(yǎng)還蘊含著強烈的情境屬性，作

為情境性的知識運用能力，它是個體認知、非認知資源與情境交互的產(chǎn)物。

⑹以學科核心素養(yǎng)為導向的教材習題創(chuàng)編還體現(xiàn)在創(chuàng)設(shè)真實的問題情境。

教材習題中情境素材的來源十分廣泛。有的直接來自學生的生活體驗，有的

源于科研論文，有的是社會熱點事件等。例如，必修2教材在"基因通常是

有遺傳效應(yīng)的DNA片段"一節(jié)節(jié)后的習題中，分別創(chuàng)設(shè)了執(zhí)法部門發(fā)現(xiàn)餐

館出售國家二級保護動物斑羚的肉的情境和交通路口啟用人臉識別技術(shù)的

情境，引導學生認識每種生物DNA的特異性和基因的多樣性。這本教材中

利用科學研究素材創(chuàng)設(shè)的情境也不少，如番薯是天然轉(zhuǎn)基因作物的研究、某

類細菌對碳青霉蟠類抗生素耐藥率變化的研究、我國科學家對家鴿體內(nèi)能識

別外界磁場并自動順應(yīng)磁場方向排列的相關(guān)蛋白以及編碼基因的研究等。在

選擇性必修3教材的習題中，結(jié)合社會熱點議題創(chuàng)設(shè)的情境是最多的，比如

討論是否要推廣"黃金大米"的問題，分析培育"人獸嵌合體胚胎"、利用

基因組編輯技術(shù)對人類胚胎進行編輯帶來的倫理問題等。面對從這些多樣、

復雜的情境中提出的問題時，學生要運用的已不單純是所學的知識，他們還

需要激活思維、調(diào)動情感等，從而實現(xiàn)素養(yǎng)的發(fā)展。

3.2.3兼顧封閉性和開放性

教材習題的編制兼顧了封閉性與開放性，兩者搭配，既保證了讓學生通

過具有明確條件和結(jié)論、答案標準化的封閉式習題，復習鞏固、強化所學知

識；又能通過開放性習題開拓思維、促進認知發(fā)展。下面通過幾個選擇性必

修3教材中開放性習題的例子，分析教材編制開放性習題所作的探索。

問題條件的開放性，即讓學生從多種條件中尋找信息，探求解決問題所

需的條件，也可以作進一步