張夢(mèng)竹　邸云升　郭成

摘 要：本研究以人教版高中生物學(xué)（必修1）2019和2007版教材中共有的插圖為研究對(duì)象，探討新版教材的插圖改進(jìn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的作用。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，新版教材插圖在色彩運(yùn)用、圖片大小、圖片清晰度、圖形立體度及圖片排版、圖片內(nèi)容等方面更有利于幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)興趣、構(gòu)建生命觀念、培養(yǎng)審美情趣，從而提升學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：人教版;高中生物;教材;插圖;核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G420? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1673-260X（2022）04-0047-05

插圖是教材的重要組成部分，能夠豐富教材的閱讀層次和內(nèi)容，我國(guó)學(xué)者崔軍和任大吉認(rèn)為插圖對(duì)于教材有多種作用。首先，插圖可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，有利于提升閱覽速度;其次，插圖豐富學(xué)習(xí)活動(dòng)的樂(lè)趣;再次，插圖可以通過(guò)調(diào)動(dòng)學(xué)生的非認(rèn)知因素來(lái)拓展想象并加深理解，進(jìn)而促進(jìn)記憶的整體性;同時(shí)，插圖還能為教材增加動(dòng)感，將不便于用文字傳達(dá)內(nèi)容用生動(dòng)的圖片方式表現(xiàn)出來(lái)[1]。高中生物學(xué)教材插圖一方面是生物學(xué)信息傳遞的媒介，另一方面也是學(xué)生吸收、理解知識(shí)的助力，能夠在提高學(xué)生讀圖技能的同時(shí)幫助其構(gòu)建良好的生命觀，最終達(dá)成對(duì)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)[2]。在課堂中運(yùn)用插圖教學(xué)，不僅可以用學(xué)生感興趣的方式導(dǎo)入新課、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有時(shí)也能借用插圖輔助學(xué)生記憶重點(diǎn)，突破知識(shí)難點(diǎn)，鋪設(shè)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，在某些情況下還能進(jìn)行情感教育[3]。在課標(biāo)的指導(dǎo)下，人民教育出版社出版了2019年版新教材。新版教材沿用了2007年舊版教材中的諸多插圖，同時(shí)對(duì)這些插圖做了多方面改進(jìn)，以適應(yīng)課標(biāo)以核心素養(yǎng)為宗旨的基本理念。本研究以新、舊兩版必修1（分子與細(xì)胞）教材中共有的部分插圖為研究對(duì)象，探討新版教材的插圖改進(jìn)對(duì)培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的作用。

1 封面插圖的比較

學(xué)生了解教材始于封面，封面插圖是教材藝術(shù)性和科學(xué)性在融合之后的濃縮表達(dá)，能夠表達(dá)教材的中心思想，因此封面插圖的重要性不言而喻。封面插圖借助兩點(diǎn)抓住學(xué)生的注意力，一是主色體系，二是主題圖形。

1.1 主色體系的比較

色彩能夠傳達(dá)信息也能夠表達(dá)感情，不同的色彩能調(diào)動(dòng)人們不同的感覺(jué)、記憶、想象和情緒等。

如圖1所示，新版教材封面主色為綠色和藍(lán)色，綠色使人聯(lián)想到欣欣向榮的樹木、花草，讓人感到青春、靜謐、舒適，不同明度的綠色搭配在一起使人感覺(jué)到振奮和自然;藍(lán)色往往讓人想起廣闊的天空和清涼的流水，同綠色一樣是使人振奮的顏色。舊版教材的主色為橙色和黃色，鮮明的橙色通常是水果圖案的基礎(chǔ)色調(diào)，是歡快與活力的象征;黃色讓人聯(lián)想到廣袤的大地，是最活潑的色彩，也最引人注意，既能夠令人亢奮，也易讓人產(chǎn)生焦慮感[4]。

對(duì)比新舊教材封面的主色體系，新版教材的藍(lán)、綠色系更能體現(xiàn)自然界安寧祥和、生機(jī)盎然的美感，讓人振奮，又不會(huì)像橙黃色系易使人產(chǎn)生焦慮，因此能增加學(xué)生學(xué)習(xí)的耐性，讓學(xué)生善學(xué)、樂(lè)學(xué)。

1.2 主題圖形的比較

兩版教材封面的主題圖形都是磷脂雙分子層的結(jié)構(gòu)模式圖，見圖1，圖中糖被、蛋白質(zhì)、磷脂分子、細(xì)胞骨架絲等結(jié)構(gòu)清晰可見，很好地體現(xiàn)了“膜是鑲嵌的”這一概念，具有極強(qiáng)的知識(shí)表達(dá)性，兼具知識(shí)性與美感，并且十分符合教材“分子與細(xì)胞”的主題。兩版圖形大體相同，但也存在細(xì)微差別。

（1）新版圖形是舊版圖形的“放大版”，兩層磷脂分子之間的空間感表現(xiàn)得更加明顯，其他結(jié)構(gòu)也更清晰。（2）舊版圖形的磷脂雙分子層線條較為平直，新版圖形的磷脂雙分子層則增強(qiáng)了曲線感，更能體現(xiàn)出“膜是流動(dòng)的”這一概念，使得該模型更具有生命感。（3）舊版圖形的寡糖鏈?zhǔn)墙y(tǒng)一的綠色，細(xì)胞骨架絲是統(tǒng)一的紫色，而新版圖形運(yùn)用了更多的色彩來(lái)表現(xiàn)分子的不同，比如不同的寡糖鏈分別采用了綠色、藍(lán)色、粉色來(lái)呈現(xiàn)，不同的細(xì)胞骨架絲采用了綠色、橙色、紫色來(lái)呈現(xiàn)，色彩的多樣化體現(xiàn)了細(xì)胞內(nèi)分子的多樣化，有助于學(xué)生理解細(xì)胞內(nèi)的微觀世界。（4）新版圖形中的磷脂分子模型巧妙地運(yùn)用了撞色（對(duì)比色搭配）來(lái)表現(xiàn)頭部和尾部的區(qū)別，磷脂分子的頭部采用了能讓人聯(lián)想到流水的藍(lán)色表現(xiàn)它的親水特性，尾部則采用了能讓人想起大地的黃色來(lái)表現(xiàn)其疏水特性，而且黃色象征活力，體現(xiàn)了磷脂分子能在膜內(nèi)移動(dòng)，有助于學(xué)生理解“膜是流動(dòng)的”這一概念，藍(lán)色與黃色的撞色不僅能加強(qiáng)學(xué)生對(duì)磷脂分子特性的記憶，還有助于學(xué)生審美的提升。（5）舊版圖形相對(duì)扁平、二維化，寡糖鏈用細(xì)線連接的扁平六邊形表示，磷脂分子模型和蛋白質(zhì)分子模型只在顏色上做了漸變處理，立體感較弱，而新版教材的寡糖鏈將六邊形替換為扁六棱柱，磷脂分子模型、蛋白質(zhì)分子模型在漸變色的基礎(chǔ)上增加了高光與陰影處理，加強(qiáng)了立體感，整個(gè)模型更加細(xì)膩有張力，能給學(xué)生留下更深刻的印象。整體來(lái)看，新版教材封面插圖在空間感、曲線感、色彩豐富度、配色構(gòu)思、立體度五個(gè)方面都優(yōu)于舊版教材封面插圖，然而后者有一點(diǎn)卻比前者嚴(yán)謹(jǐn)，就是磷脂分子的結(jié)構(gòu)。磷脂分子的疏水尾部由兩條脂肪酸鏈構(gòu)成，其中有一條不飽和脂肪酸鏈分子中含有雙鍵，使得這條長(zhǎng)鏈在空間結(jié)構(gòu)上有彎曲，如圖2所示。因此磷脂分子模型的尾部應(yīng)有一條直鏈、一條曲鏈，舊版封面插圖中體現(xiàn)出了這一點(diǎn)而新版封面插圖對(duì)此沒(méi)有體現(xiàn)。

教材封面主題圖形保留了原有的知識(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)，同時(shí)更加生動(dòng)，既有利于學(xué)生通過(guò)封面圖迅速了解教材知識(shí)的主題，又有利于學(xué)生審美情趣的提升，并使教材與生命的聯(lián)系更加緊密，有利于學(xué)科特點(diǎn)的體現(xiàn)。

2 目錄插圖的比較

新、舊版高中生物必修1教材將知識(shí)劃分為六章，目錄部分在每一章旁邊都附有一張插圖，兩版教材的目錄插圖從呈現(xiàn)方式到圖片內(nèi)容都各有區(qū)別。

2.1 目錄插圖呈現(xiàn)方式的比較

如表1所示，舊版教材的目錄插圖為長(zhǎng)方形，傾斜放置，插圖外有卡通膠片樣式的寬邊框，每張圖的邊框顏色各不相同。新版教材的目錄插圖為圓形，插圖外有簡(jiǎn)約的圓形窄邊框。

教材插圖選用的表現(xiàn)形式與運(yùn)用方式，需要與學(xué)習(xí)者的整體年齡特征、心理發(fā)展規(guī)律及認(rèn)知發(fā)展程度相統(tǒng)一。例如小學(xué)和初中低年級(jí)教科書插圖選用卡通漫畫的形式可以充分激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，而初中高年級(jí)的教科書卻不適合過(guò)多選用[5]。因此新版教材目錄插圖的簡(jiǎn)約設(shè)計(jì)更適合高中學(xué)生，輕量化的形式更能突出插圖的重要內(nèi)容，有利于學(xué)生通過(guò)目錄插圖迅速提取各章信息概要，對(duì)學(xué)生審美情趣和信息意識(shí)的培養(yǎng)提供助力。

2.2 目錄插圖內(nèi)容的比較

新、舊兩版教材的章標(biāo)題相同，而各章目錄插圖內(nèi)容有了很多改變，部分插圖內(nèi)容的變化鮮明地體現(xiàn)了生物學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。

第1章“走近細(xì)胞”的插圖由植物細(xì)胞顯微圖片改為了實(shí)驗(yàn)員使用顯微鏡的圖片，突出了顯微鏡操作的重要性，符合課標(biāo)對(duì)“教學(xué)過(guò)程重實(shí)踐”的要求。生物學(xué)學(xué)習(xí)中對(duì)微觀世界的觀察需要使用顯微鏡，因此學(xué)會(huì)操作顯微鏡是發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力的必要一環(huán)，新版教材的目錄插圖體現(xiàn)了對(duì)這方面的重視。

第2章“組成細(xì)胞的分子”的插圖由蛋白質(zhì)分子的2D示意圖改為了3D渲染圖，模型更具立體感和空間感，能夠讓學(xué)生在認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜性的基礎(chǔ)上理解生命的復(fù)雜性，形成科學(xué)的生命觀念。

同樣體現(xiàn)生命觀念的還有新版教材第5章的目錄插圖。舊版教材在這一章的目錄插圖為ATP與ADP相互轉(zhuǎn)化的文字圖解，葉綠體結(jié)構(gòu)模式圖浮于其上;新版教材的插圖則改為進(jìn)行光合作用的葉綠體內(nèi)物質(zhì)和能量變化的示意圖。顯然新版教材的插圖更有助于學(xué)生形成物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)與功能觀的生命觀念。

3 正文插圖的比較

教材正文插圖的變化有很多，本研究聚焦于圖表色彩協(xié)調(diào)化、原有插圖清晰化、插圖視覺(jué)立體化和插圖排版優(yōu)化。

3.1 圖表色彩協(xié)調(diào)化

以第2章第1節(jié)“細(xì)胞中的元素和化合物”中的圖表為例，舊版教材的餅狀圖采用了高飽和度色彩，并運(yùn)用了強(qiáng)烈的對(duì)比色，容易讓人產(chǎn)生視疲勞，新版教材的餅狀圖采用了低飽和度冷色系色彩，視覺(jué)上令人感到舒適、不傷眼。

舊版教材的表格采用了三種不同色系的顏色將表分為三個(gè)區(qū)域，新版教材的表格采用了同色系三種明度不同的藍(lán)色將表格分為表頭和表身兩個(gè)區(qū)域，簡(jiǎn)單大方，符合高中階段學(xué)生的心理特征。

新版教材的圖表色彩更加調(diào)和，設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)約，減少了分散學(xué)生注意力的因素，增加了可讀性，利于學(xué)生理解圖表內(nèi)容，從而提高觀察分析能力，也有利于學(xué)生審美能力的提升。

3.2 插圖清晰化

新版教材與舊版教材的部分插圖內(nèi)容一致，但對(duì)這些插圖做了清晰化處理。

例如“細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)”一節(jié)中的動(dòng)物脂肪細(xì)胞染成橘黃色的插圖、“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”一節(jié)中的原始海洋景觀圖、“被動(dòng)運(yùn)輸”一節(jié)中的滲透現(xiàn)象示意圖與植物細(xì)胞質(zhì)壁分離圖、“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”一節(jié)中的恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)示意圖、“細(xì)胞的分化”一節(jié)中的植物體的不同細(xì)胞圖與胡蘿卜組織培養(yǎng)示意圖及骨髓中造血干細(xì)胞分化圖、“細(xì)胞的衰老和死亡”一節(jié)中的端粒圖與胎兒手的發(fā)育圖等，都做了放大或清晰化的處理，這些清晰的圖片更能增加閱讀的舒適度和對(duì)學(xué)生的吸引力。

3.3 插圖立體化

例如“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”一節(jié)，由氨基酸形成血紅蛋白的示意圖，舊版教材氨基酸和多肽鏈都是平面圖形，蛋白質(zhì)立體感不強(qiáng)，而新版教材的氨基酸和多肽鏈?zhǔn)敲黠@的三維圖形，蛋白質(zhì)的立體感更強(qiáng)、更形象，利于學(xué)生理解蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)。

再如“被動(dòng)運(yùn)輸”一節(jié)中的成熟植物細(xì)胞模式圖，如圖3所示，相比于舊版教材的平面圖形，新版教材中該模式圖更立體，明顯突出了液泡結(jié)構(gòu)，細(xì)胞質(zhì)中其他細(xì)胞器的漂浮感更強(qiáng)。三維的模式圖不僅更形象，還有利于鍛煉學(xué)生的觀察力，讓學(xué)生通過(guò)仔細(xì)觀察圖片了解植物細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。

3.4 插圖排版優(yōu)化

插圖排版的優(yōu)化主要體現(xiàn)在教材的幾處模式圖中，如“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”一節(jié)中的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次模式圖、“細(xì)胞器之間的分工合作”一節(jié)中的動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖、“細(xì)胞的增殖”一節(jié)中的植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程模式圖，等等。

以生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次模式圖為例，如圖4所示，舊版教材采用單頁(yè)排版，從右向左呈U形展示了以動(dòng)物為例的生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次;新版教材采用對(duì)開排版，從左下至右上展示了生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次，這種排版使內(nèi)容在視覺(jué)上更加平衡連貫，層次上更加清晰明朗，視覺(jué)誘導(dǎo)性更強(qiáng)，容易抓住學(xué)生的注意力，增加學(xué)生的閱讀興趣;另外增加了植物體結(jié)構(gòu)層次的內(nèi)容，并用竹林與熊貓的漫畫巧妙地傳達(dá)了生物與生物、生物與環(huán)境之間相互依賴、相互影響的觀點(diǎn)，將抽象生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次概念轉(zhuǎn)化為有趣味的視覺(jué)信息，有利于學(xué)生建立生態(tài)系統(tǒng)的概念以及樹立生命觀念。

3.5 插圖解說(shuō)優(yōu)化

新版教材對(duì)插圖的解說(shuō)優(yōu)化，一方面體現(xiàn)在圖注上，如細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的電鏡照片，新版教材在圖注中標(biāo)注了放大倍數(shù)（放大400000倍），能讓學(xué)生更加直觀地感受到細(xì)胞的微小以及細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的精密;另一點(diǎn)體現(xiàn)在插圖的圖文結(jié)合方面，如植物細(xì)胞有絲分裂過(guò)程的模式圖，舊版教材用小圖展示了有絲分裂各個(gè)時(shí)期，并用大段文字進(jìn)行解說(shuō)，新版教材該模式圖，如圖5所示，放大了近五倍且采用對(duì)開排版，并在圖中標(biāo)注了核膜、染色質(zhì)、紡錘絲、子染色體、細(xì)胞板等結(jié)構(gòu)，令細(xì)胞分裂這一復(fù)雜的過(guò)程更加具象化，新版插圖在分裂各個(gè)時(shí)期圖片下方，還用小字標(biāo)注了本時(shí)期的特點(diǎn)，這種圖文結(jié)合的設(shè)計(jì)不僅增強(qiáng)了插圖的表現(xiàn)力，而且降低了學(xué)生的閱讀難度，有利于學(xué)生理解植物細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程。另外還優(yōu)化了真實(shí)細(xì)胞分裂各時(shí)期的顯微照片，并與模式圖一一對(duì)應(yīng)，便于鍛煉學(xué)生的抽象思維。

3.6 增加插圖底色

新版教材為許多插圖增加了底色，如“細(xì)胞的多樣性和統(tǒng)一性”一節(jié)中的大腸桿菌細(xì)胞模式圖、“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”一節(jié)中的蛋白質(zhì)功能舉例圖、“細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能”一節(jié)中的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)模型示意圖、“細(xì)胞器之間的分工合作”一節(jié)中的動(dòng)植物細(xì)胞亞顯微結(jié)構(gòu)模式圖等。插圖底色的運(yùn)用能夠吸引學(xué)生的視線，同時(shí)增強(qiáng)插圖的立體感、突出插圖主體的內(nèi)容，增強(qiáng)插圖的表現(xiàn)力。

3.7 概念插圖精確化

新版教材表達(dá)概念的插圖較舊版教材更為精確，以“蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者”一節(jié)中的氨基酸脫水縮合示意圖為例。舊版教材用紫色塊輔以虛線框表示“縮合”，色塊內(nèi)包含一個(gè)氨基酸的羧基和另一個(gè)氨基酸的氨基，虛線框內(nèi)包含羧基中的氫氧根和氨基中的一個(gè)氫原子，用以表示縮合過(guò)程中產(chǎn)生的水分子的由來(lái);另外用綠色塊表示肽鍵，色塊內(nèi)包含—NH—CO—結(jié)構(gòu);在新版教材中，縮合過(guò)程不再用色塊做特殊標(biāo)注，只用虛線框框住—OH和—H，肽鍵則精確地用箭頭指向了連接兩個(gè)氨基酸分子的化學(xué)鍵，另外新版教材用藍(lán)色標(biāo)記了—OH、—H、H2O分子及肽鍵，有利于學(xué)生把握脫水縮合知識(shí)的要點(diǎn)和特性，理解氨基酸與肽鏈之間的關(guān)聯(lián)性。

可見新版教材的氨基酸脫水縮合示意圖對(duì)概念、術(shù)語(yǔ)的闡釋更為精確，體現(xiàn)了科學(xué)之美，有利于學(xué)生對(duì)脫水縮合過(guò)程的理解以及對(duì)概念的建構(gòu)，便于學(xué)生理解抽象概念的內(nèi)涵與外延，鍛煉了學(xué)生抽象與概括的科學(xué)思維。

3.8 實(shí)驗(yàn)插圖精美化

例如實(shí)驗(yàn)“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”中顯微鏡的操作方法圖，如圖6所示。同樣內(nèi)容的四幅實(shí)物照片，新版教材改變了取景角度，優(yōu)化了照片構(gòu)圖，精簡(jiǎn)了圖片背景，放大了圖片大小，突出了顯微鏡的操作要點(diǎn)，便于學(xué)生對(duì)照插圖檢查自己的操作是否規(guī)范，進(jìn)而掌握操作知識(shí);本實(shí)驗(yàn)中的大腸桿菌電鏡照片、大腸桿菌結(jié)構(gòu)模式圖在新版教材中被替換成了大腸桿菌掃描電鏡照片（放大10000倍）、大腸桿菌投射電鏡照片（放大12000倍），內(nèi)容更加真實(shí)、直觀，能夠拓寬學(xué)生的視野，且標(biāo)注了放大倍數(shù)，利于學(xué)生理解細(xì)菌的真實(shí)大小。

例如實(shí)驗(yàn)“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細(xì)胞質(zhì)的流動(dòng)”中的高倍顯微鏡下葉綠體的插圖，新版教材替換為高倍顯微鏡下黑藻的葉綠體（放大1000倍），圖片更大更清晰，且黑藻細(xì)胞染色較深，便于學(xué)生觀察細(xì)胞壁、葉綠體的結(jié)構(gòu)。

再例如實(shí)驗(yàn)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”中的實(shí)驗(yàn)裝置圖，舊版教材插圖使用簡(jiǎn)單線條勾勒裝置外形，新版教材則將插圖立體化，更有真實(shí)感，能夠引起學(xué)生的閱讀興趣。

綜上所述，新版教材插圖在色彩運(yùn)用、圖片大小、圖片清晰度、圖形立體度及圖片排版、解說(shuō)等方面更符合學(xué)生的心理特征與閱讀習(xí)慣，能夠更好地抓住學(xué)生的注意力，有利于培養(yǎng)學(xué)生的讀圖能力與審美情趣，提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng);新版教材插圖的內(nèi)容更加豐富，與知識(shí)的聯(lián)系更加緊密，能加深學(xué)生對(duì)概念的理解，幫助學(xué)生建立完整的生命觀念，彌補(bǔ)了舊版教材插圖的不足。教師在教學(xué)時(shí)可充分利用新版教材插圖的優(yōu)點(diǎn)，增加生物教學(xué)的直觀性，發(fā)揮學(xué)生的想象力，發(fā)散學(xué)生的思維，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)與生活的橋梁，讓學(xué)生學(xué)有所樂(lè)、學(xué)有所得。

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收稿日期：2022-01-21

通訊作者：郭成，教授，碩士生導(dǎo)師，赤峰學(xué)院化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院。

基金項(xiàng)目：赤峰學(xué)院一流學(xué)科建設(shè)項(xiàng)目（CFXYYLXKB202102）;內(nèi)蒙古自治區(qū)一流建設(shè)專業(yè)項(xiàng)目