新旧人教版高中生物学教材插图比较研究

1、PAGE 10 -新旧人教版高中生物学教材插图比较研究张梦竹邸云升郭成摘要：本研究以人教版高中生物学（必修1）2022和2022版教材中共有的插图为研究对象，探讨新版教材的插图改进对培养学生生物学科核心素养的作用。通过对比发现，新版教材插图在色彩运用、图片大小、图片清晰度、图形立体度及图片排版、图片内容等方面更有利于帮助学生提高学习兴趣、构建生命观念、培养审美情趣，从而提升学生的生物学科核心素养。关键词：人教版;高中生物;教材;插图;核心素养中图分类号：G420文献标识码：A文章编号：1673-260X（2022）04-0047-05插图是教材的重要组成部分，能够丰富教材的阅读层次和内容，我国

2、学者崔军和任大吉认为插图对于教材有多种作用。首先，插图可以激发学生的学习兴趣，有利于提升阅览速度;其次，插图丰富学习活动的乐趣;再次，插图可以通过调动学生的非认知因素来拓展想象并加深理解，进而促进记忆的整体性;同时，插图还能为教材增加动感，将不便于用文字传达内容用生动的图片方式表现出来1。高中生物学教材插图一方面是生物学信息传递的媒介，另一方面也是学生吸收、理解知识的助力，能够在提高学生读图技能的同时帮助其构建良好的生命观，最终达成对学生生物学科核心素养的培养2。在课堂中运用插图教学，不仅可以用学生感兴趣的方式导入新课、激发学习兴趣，有时也能借用插图辅助学生记忆重点，突破知识难点，铺设知识网络

3、，在某些情况下还能进行情感教育3。在课标的指导下，人民教育出版社出版了2022年版新教材。新版教材沿用了2022年旧版教材中的诸多插图，同时对这些插图做了多方面改进，以适应课标以核心素养为宗旨的基本理念。本研究以新、旧两版必修1（分子与细胞）教材中共有的部分插图为研究对象，探讨新版教材的插图改进对培养学生生物学科核心素养的作用。1封面插图的比较学生了解教材始于封面，封面插图是教材艺术性和科學性在融合之后的浓缩表达，能够表达教材的中心思想，因此封面插图的重要性不言而喻。封面插图借助两点抓住学生的注意力，一是主色体系，二是主题图形。1.1主色体系的比较色彩能够传达信息也能够表达感情，不同的色彩能调

4、动人们不同的感觉、记忆、想象和情绪等。如图1所示，新版教材封面主色为绿色和蓝色，绿色使人联想到欣欣向荣的树木、花草，让人感到青春、静谧、舒适，不同明度的绿色搭配在一起使人感觉到振奋和自然;蓝色往往让人想起广阔的天空和清凉的流水，同绿色一样是使人振奋的颜色。旧版教材的主色为橙色和黄色，鲜明的橙色通常是水果图案的基础色调，是欢快与活力的象征;黄色让人联想到广袤的大地，是最活泼的色彩，也最引人注意，既能够令人亢奋，也易让人产生焦虑感4。对比新旧教材封面的主色体系，新版教材的蓝、绿色系更能体现自然界安宁祥和、生机盎然的美感，让人振奋，又不会像橙黄色系易使人产生焦虑，因此能增加学生学习的耐性，让学生善学

5、、乐学。1.2主题图形的比较两版教材封面的主题图形都是磷脂双分子层的结构模式图，见图1，图中糖被、蛋白质、磷脂分子、细胞骨架丝等结构清晰可见，很好地体现了“膜是镶嵌的”这一概念，具有极强的知识表达性，兼具知识性与美感，并且十分符合教材“分子与细胞”的主题。两版图形大体相同，但也存在细微差别。（1）新版图形是旧版图形的“放大版”，两层磷脂分子之间的空间感表现得更加明显，其他结构也更清晰。（2）旧版图形的磷脂双分子层线条较为平直，新版图形的磷脂双分子层则增强了曲线感，更能体现出“膜是流动的”这一概念，使得该模型更具有生命感。（3）旧版图形的寡糖链是统一的绿色，细胞骨架丝是统一的紫色，而新版图形运用

6、了更多的色彩来表现分子的不同，比如不同的寡糖链分别采用了绿色、蓝色、粉色来呈现，不同的细胞骨架丝采用了绿色、橙色、紫色来呈现，色彩的多样化体现了细胞内分子的多样化，有助于学生理解细胞内的微观世界。（4）新版图形中的磷脂分子模型巧妙地运用了撞色（对比色搭配）来表现头部和尾部的区别，磷脂分子的头部采用了能让人联想到流水的蓝色表现它的亲水特性，尾部则采用了能让人想起大地的黄色来表现其疏水特性，而且黄色象征活力，体现了磷脂分子能在膜内移动，有助于学生理解“膜是流动的”这一概念，蓝色与黄色的撞色不仅能加强学生对磷脂分子特性的记忆，还有助于学生审美的提升。（5）旧版图形相对扁平、二维化，寡糖链用细线连接的

7、扁平六边形表示，磷脂分子模型和蛋白质分子模型只在颜色上做了渐变处理，立体感较弱，而新版教材的寡糖链将六边形替换为扁六棱柱，磷脂分子模型、蛋白质分子模型在渐变色的基础上增加了高光与阴影处理，加强了立体感，整个模型更加细腻有张力，能给学生留下更深刻的印象。整体来看，新版教材封面插图在空间感、曲线感、色彩丰富度、配色构思、立体度五个方面都优于旧版教材封面插图，然而后者有一点却比前者严谨，就是磷脂分子的结构。磷脂分子的疏水尾部由两条脂肪酸链构成，其中有一条不饱和脂肪酸链分子中含有双键，使得这条长链在空间结构上有弯曲，如图2所示。因此磷脂分子模型的尾部应有一条直链、一条曲链，旧版封面插图中体现出了这一点

8、而新版封面插图对此没有体现。教材封面主题图形保留了原有的知识性强的特点，同时更加生动，既有利于学生通过封面图迅速了解教材知识的主题，又有利于学生审美情趣的提升，并使教材与生命的联系更加紧密，有利于学科特点的体现。2目录插图的比较新、旧版高中生物必修1教材将知识划分为六章，目录部分在每一章旁边都附有一张插图，两版教材的目录插图从呈现方式到图片内容都各有区别。2.1目录插图呈现方式的比较如表1所示，旧版教材的目录插图为长方形，倾斜放置，插图外有卡通胶片样式的宽边框，每张图的边框颜色各不相同。新版教材的目录插图为圆形，插图外有简约的圆形窄边框。教材插图选用的表现形式与运用方式，需要与学习者的整体年龄

9、特征、心理发展规律及认知发展程度相统一。例如小学和初中低年级教科书插图选用卡通漫画的形式可以充分激发学习者的学习兴趣，而初中高年级的教科书却不适合过多选用5。因此新版教材目录插图的简约设计更适合高中学生，轻量化的形式更能突出插图的重要内容，有利于学生通过目录插图迅速提取各章信息概要，对学生审美情趣和信息意识的培养提供助力。2.2目录插图内容的比较新、旧两版教材的章标题相同，而各章目录插图内容有了很多改变，部分插图内容的变化鲜明地体现了生物学科核心素养的要求。第1章“走近细胞”的插图由植物细胞显微图片改为了实验员使用显微镜的图片，突出了显微镜操作的重要性，符合课标对“教学过程重实践”的要求。生物

10、学学习中对微观世界的观察需要使用显微镜，因此学会操作显微镜是发展学生科学探究能力的必要一环，新版教材的目录插图体现了对这方面的重视。第2章“组成细胞的分子”的插图由蛋白质分子的2D示意图改为了3D渲染图，模型更具立体感和空间感，能够让学生在认识蛋白质结构复杂性的基础上理解生命的复杂性，形成科学的生命观念。同样体现生命观念的还有新版教材第5章的目录插图。旧版教材在这一章的目录插图为ATP与ADP相互转化的文字图解，叶绿体结构模式图浮于其上;新版教材的插图则改为进行光合作用的叶绿体内物质和能量变化的示意图。显然新版教材的插图更有助于学生形成物质与能量观、结构与功能观的生命观念。3正文插图的比较教材

11、正文插图的变化有很多，本研究聚焦于图表色彩协调化、原有插图清晰化、插图视觉立体化和插图排版优化。3.1图表色彩协调化以第2章第1节“细胞中的元素和化合物”中的图表为例，旧版教材的饼状图采用了高饱和度色彩，并运用了强烈的对比色，容易让人产生视疲劳，新版教材的饼状图采用了低饱和度冷色系色彩，視觉上令人感到舒适、不伤眼。旧版教材的表格采用了三种不同色系的颜色将表分为三个区域，新版教材的表格采用了同色系三种明度不同的蓝色将表格分为表头和表身两个区域，简单大方，符合高中阶段学生的心理特征。新版教材的图表色彩更加调和，设计更加简约，减少了分散学生注意力的因素，增加了可读性，利于学生理解图表内容，从而提高观

12、察分析能力，也有利于学生审美能力的提升。3.2插图清晰化新版教材与旧版教材的部分插图内容一致，但对这些插图做了清晰化处理。例如“细胞中的糖类和脂质”一节中的动物脂肪细胞染成橘黄色的插图、“细胞膜的结构和功能”一节中的原始海洋景观图、“被动运输”一节中的渗透现象示意图与植物细胞质壁分离图、“光合作用与能量转化”一节中的恩格尔曼的实验示意图、“细胞的分化”一节中的植物体的不同细胞图与胡萝卜组织培养示意图及骨髓中造血干细胞分化图、“细胞的衰老和死亡”一节中的端粒图与胎儿手的发育图等，都做了放大或清晰化的处理，这些清晰的图片更能增加阅读的舒适度和对学生的吸引力。3.3插图立体化例如“蛋白质是生命活动的

13、主要承担者”一节，由氨基酸形成血红蛋白的示意图，旧版教材氨基酸和多肽链都是平面图形，蛋白质立体感不强，而新版教材的氨基酸和多肽链是明显的三维图形，蛋白质的立体感更强、更形象，利于学生理解蛋白质的空间结构。再如“被动运输”一节中的成熟植物细胞模式图，如图3所示，相比于旧版教材的平面图形，新版教材中该模式图更立体，明显突出了液泡结构，细胞质中其他细胞器的漂浮感更强。三维的模式图不仅更形象，还有利于锻炼学生的观察力，让学生通过仔细观察图片了解植物细胞的基本结构。3.4插图排版优化插图排版的优化主要体现在教材的几处模式图中，如“细胞是生命活动的基本单位”一节中的生命系统结构层次模式图、“细胞器之间的分

14、工合作”一节中的动植物细胞亚显微结构模式图、“细胞的增殖”一节中的植物细胞有丝分裂过程模式图，等等。以生态系统的结构层次模式图为例，如图4所示，旧版教材采用单页排版，从右向左呈U形展示了以动物为例的生命系统结构层次;新版教材采用对开排版，从左下至右上展示了生命系统结构层次，这种排版使内容在视觉上更加平衡连贯，层次上更加清晰明朗，视觉诱导性更强，容易抓住学生的注意力，增加学生的阅读兴趣;另外增加了植物体结构层次的内容，并用竹林与熊猫的漫画巧妙地传达了生物与生物、生物与环境之间相互依赖、相互影响的观点，将抽象生命系统的结构层次概念转化为有趣味的视觉信息，有利于学生建立生态系统的概念以及树立生命观念

15、。3.5插图解说优化新版教材对插图的解说优化，一方面体现在图注上，如细胞膜结构的电镜照片，新版教材在图注中标注了放大倍数（放大400000倍），能让学生更加直观地感受到细胞的微小以及细胞膜结构的精密;另一点体现在插图的图文结合方面，如植物细胞有丝分裂过程的模式图，旧版教材用小图展示了有丝分裂各个时期，并用大段文字进行解说，新版教材该模式图，如图5所示，放大了近五倍且采用对开排版，并在图中标注了核膜、染色质、纺锤丝、子染色体、细胞板等结构，令细胞分裂这一复杂的过程更加具象化，新版插图在分裂各个时期图片下方，还用小字标注了本时期的特点，这种图文结合的设计不仅增强了插图的表现力，而且降低了学生的阅读

16、难度，有利于学生理解植物细胞有丝分裂的过程。另外还优化了真实细胞分裂各时期的显微照片，并与模式图一一对应，便于锻炼学生的抽象思维。3.6增加插图底色新版教材为许多插图增加了底色，如“细胞的多样性和统一性”一节中的大肠杆菌细胞模式图、“蛋白质是生命活动的主要承担者”一节中的蛋白质功能举例图、“细胞膜的结构和功能”一节中的细胞膜结构模型示意图、“细胞器之间的分工合作”一节中的动植物细胞亚显微结构模式图等。插图底色的运用能够吸引学生的视线，同时增强插图的立体感、突出插图主体的内容，增强插图的表现力。3.7概念插图精确化新版教材表达概念的插图较旧版教材更为精确，以“蛋白质是生命活动的主要承担者”一节中

17、的氨基酸脱水缩合示意图为例。旧版教材用紫色块辅以虚线框表示“缩合”，色块内包含一个氨基酸的羧基和另一个氨基酸的氨基，虚线框内包含羧基中的氢氧根和氨基中的一个氢原子，用以表示缩合过程中产生的水分子的由来;另外用绿色块表示肽键，色块内包含NHCO结构;在新版教材中，缩合过程不再用色块做特殊标注，只用虚线框框住OH和H，肽键则精确地用箭头指向了连接两个氨基酸分子的化学键，另外新版教材用蓝色标记了OH、H、H2O分子及肽键，有利于学生把握脱水缩合知识的要点和特性，理解氨基酸与肽链之间的关联性。可见新版教材的氨基酸脱水缩合示意图对概念、术语的阐释更为精确，体现了科学之美，有利于学生对脱水缩合过程的理解以

18、及对概念的建构，便于学生理解抽象概念的内涵与外延，锻炼了学生抽象与概括的科学思维。3.8实验插图精美化例如实验“使用高倍显微镜观察几种细胞”中显微镜的操作方法图，如图6所示。同样内容的四幅实物照片，新版教材改变了取景角度，优化了照片构图，精简了图片背景，放大了图片大小，突出了显微镜的操作要点，便于学生对照插图检查自己的操作是否规范，进而掌握操作知识;本实验中的大肠杆菌电镜照片、大肠杆菌结构模式图在新版教材中被替换成了大肠杆菌扫描电镜照片（放大10000倍）、大肠杆菌投射电镜照片（放大12000倍），内容更加真实、直观，能够拓宽学生的视野，且标注了放大倍数，利于学生理解细菌的真实大小。例如实验“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”中的高倍显微镜下叶绿体的插图，新版教材替换为高倍显微镜下黑藻的叶绿体（放大1000倍），图片更大更清晰，且黑藻细胞染色较深，便于学生观察细胞壁、叶绿体的结构。再例如实验“探究酵母菌细胞呼吸的方式”中的实验装置图，旧版教