初中生物学新教材中“藻类”内容的三重解读*

摘要：基于《义务教育生物学课程标准（2022年版）》对“藻类”的界定，剖析“藻类”内容的生物学分类，综合比较2024年秋季投入使用的义务教育生物学多个版本新教材中“藻类”的内容结构及呈现方式，探寻落实“藻类”概念教学的依据，进而提出若干教学建议：借助藻类的科学争议，提升学生的批判性思维；借助藻类的科学前沿，提升学生的科学发展观；借助藻类的科学价值，提升学生的环保意识。

关键词：初中生物学；新课标；新教材；藻类

与《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称“2011版课标”）相比，《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称“2022版课标”）在课程内容方面作出了许多调整，“藻类”就是其中的一项。在两版课标中，“藻类”都隶属于“生物的多样性”这一学习主题（2011版课标中这一主题名为“生物多样性”），差别在于：2011版课标中与“藻类”相关的重要概念描述为“概述植物（藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、种子植物）的主要特征以及它们与人类生活的关系”［1］，2022版课标中与“藻类”相关的概念描述为“藻类是能够进行光合作用的结构简单的生物”［2］，对于藻类是否属于植物类群没有明确说明。

基于此，我们尝试剖析“藻类”内容的生物学分类，综合比较2024年秋季投入使用的不同版本义务教育生物学教材（以下简称“新教材”）中“藻类”内容在结构及呈现方式上的异同，据此提出若干教学建议，让“藻类”内容的教学更具素养指向。

一、 “藻类”内容的科学家视角

生物学经过时代的发展已经形成了结论丰富的知识体系、特有的思维方式和探究方法，其研究过程和成果是生物学多个分支学科、交叉学科等各个领域的专家、学者共同努力的结果。这些研究者构成了生物学的科学家共同体，引领科研团队继续深入钻研，指导生物学教育教学的开展，决定着生物学教材内容的选取。

作为自然界中普遍存在的一类生物，藻类因其种类的多样性、价值的多元性、进化的重要性而成为生物学科学家研究的重点与热点，进而成为生物学知识体系中不可或缺的一部分。初中是学生系统学习生物学的起始阶段，为了更好地了解真核生物的进化历程，了解植物类群的演化过程，藻类是必须学习的知识。然而，因为科学家们研究角度的不同和技术手段的时代性局限，目前科学界对于藻类的研究在达成一定共识的基础上也存在一些分歧，这为藻类知识的教学带来了一定难度，尤其是其生物学分类上的调整及争议，给初中生物学课堂带来了一定的困惑。

（一） 藻类的生物学分类

在旧的生物学分类系统中，藻类被归为植物，而随着生物学研究方法、理论和体系的日趋成熟以及新兴技术与研究工具的广泛应用，生物学分类系统得到前所未有的高速发展，藻类的内涵和分类也随之发生变化。藻类不是生物分类学中的一个类群，更不是一个自然类群，但它们有很多共同特征，如大多数结构简单，没有根、茎、叶的分化，能够进行光合作用，合成自身所需的有机物并产生氧气。［3］与植物的关系也仅限于两者都具有叶绿素、能进行光合作用、能营自养生活三个方面。如何对藻类进行规范、科学地分类一直存在争议。

如图1所示，随着分类学从两界分类系统向真核生物的现代分类系统发展，藻类的分类体系也不断调整：有的学者将藻类归为原生动物界；有的学者将蓝藻归为原核生物界，硅藻和眼虫归为原生生物界，其余藻类则归为植物界；有的学者将藻类归为真核生物界。［5］虽然当前生物学界应用的藻类分类依据是基本可靠的，但分类依据之间在进化过程中的关系还没有完全确定下来，所以藻类的分类出现了百家争鸣的现象。［6］要理解藻类的生物学分类现状，还需进一步了解藻类的系统发育。

（二） 藻类的系统发育

藻类的系统进化能反映生物界从原核到真核、从单细胞到多细胞等（简单生命体向复杂生命体）进化的整体历程，其理论依据主要是质体内共生次数。研究表明，真核生物的叶绿体源于单细胞“鞭毛虫”吞噬的蓝藻，后者没有在宿主体内被消化分解，而是逐渐演化成了新细胞的叶绿体。［7］这种某些真核生物通过吞噬蓝藻获得叶绿体的方式被称为初级内共生。［8］绿藻、红藻也通过初级内共生获得叶绿体，这些藻类被称为原生质体藻类［9］，与有胚植物被合称为原始色素体生物，共同形成了一个单系群，即由共同祖先及其所有后代组成的类群，因此绿藻、红藻被划分到植物界［10］。其他藻类，如隐藻、定鞭藻、硅藻等，则是通过吞噬红藻和绿藻获得叶绿体，这个过程被称为次级内共生。［11］再有甲藻类是通过吞噬隐藻、硅藻和定鞭藻等次级内共生藻类获得叶绿体，这种内共生方式被称为多级内共生。［12］由于次级内共生和多级内共生时的宿主各不相同，形成的真核藻类在系统发生关系上与原生质体藻类以及有胚植物相差甚远，所以不将它们算作植物。［13］

二、 “藻类”内容的教材比较

教材是学校教育教学的基本依据，是解决“为谁培养人、培养什么人、怎样培养人”根本问题的重要载体，直接关系党的教育方针能否落实、教育目标能否真正实现。可以确定的是，新教材编写者在教材内容的选择和组织上必然充分依据2022版课标，高度重视与把握教材内容的科学性和准确性，努力呈现其多样性与统一性。

（一） “藻类”知识的科学性与准确性

对比人教版、苏教版、冀少版、济南版、苏科版、浙教版这六版新教材，可以看出，不同版本的新教材在“藻类的定义”上采取了学界已经达成的统一认识，而对于科学界存有争议的“藻类的分类”采取了不同的态度（详见表1）。总体上看，人教版、苏教版、冀少版、济

南版、苏科版这五版新教材对藻类分类的呈现基本一致，而浙教版新教材认为藻类属于植物，这可能与藻类在最新的生物学进展中

并未完全从植物中剥离有关，即绿藻和红藻仍归属于植物界。而人教版新教材在正文旁设置了旁栏“小资料”，对藻类的分类地位提供了不同的观点输出。可以看出，编写者力图在新教材中呈现藻类知识的科学性与准确性，只是不同版本新教材所选取的角度不同。

（二） “藻类”知识的多样性与统一性

藻类种类繁多，对六版新教材中列举的藻类进行梳理，就可以佐证这一点。无论是基本特征，还是生活方式，不同的藻类之间存在很大差异（详见下页表2）。教材中出现频率最高的是衣藻、海带和水绵，它们的形状、大小各异，分属不同的门，充分体现了藻类的多样性。但又不难看出藻类的共性，即藻类大多生活在水里，物种丰富，既有单细胞，又有多细胞，能够进行光合作用。

从不同版本新教材对藻类的呈现方式，我们可以得到启示：在藻类的生物学归属上应尊重现有的研究成果；藻类的生物学分类地位不是教学的重点，教学重点应放在藻类概念的教学上，让学生充分认识到藻类的多样性及其与人类生活的关系。

三、 “藻类”内容的教学建

结合藻类现有的理论研究成果，在综合比较新旧课标、多版本新教材后，切实考虑一线教师的教学困惑，就“藻类”内容的教学，我们提出以下几点建议：

（一） 借助藻类的科学争议，提升学生的批判性思维

学生在学习“藻类”知识时，可能会产生“藻类就是植物”“带‘藻’的就是藻类”等错误的前概念。教师在教学中可以向学生介绍科学界对藻类分类的不同观点。例如，蓝藻又名蓝绿藻、蓝细菌，是最简单、最原始的单细胞生物，虽然带“藻”，但有的学者将其划分为原核生物界，有的学者则将其单独列为蓝藻门。又如，黑藻在生物课堂中常被用作观察叶绿体及探究光合作用原理的实验材料，但是黑藻在分类上归属于被子植物门。教师可以借助科学争议，引导学生提出自己的主张，并收集资料、循证，进而讨论、归纳得出结论，培养学生的质疑精神和实证意识，提升学生的批判性思维。

（二） 借助藻类的科学前沿，提升学生的科学发展观

教师在教学“藻类”内容时，应提供充分的有关藻类的科学前沿信息。例如，我国藻类科研团队已经利用新型CRISPR基因编辑技术，构建出以海洋微藻为“底盘细胞”的生物学细胞工厂，实现了海洋微藻的高效综合利用。［14］又如，宁波大学的海洋环境微生物与藻类生物技术研究团队利用藻类的原始特性，研发出了微藻CCUS技术。这一技术具有环境友好型及资源可持续利用的优势，能够助力国家实现“双碳”目标。教师可以利用科学前沿信息帮助学生理解藻类与人类生活的关系，引导学生用发展的眼光看待科学、解决问题，培养学生的科学发展观。

（三） 借助藻类的科学价值，提升学生的环保意识

藻类可以作为餐桌上的食物（如紫菜、海带、发菜等），但也会引发“水华”“赤潮”等环境问题。此外，藻类在应对全球气候变暖、开发生物质能、勘探天然气水合物、研究光合生物的起源与进化等领域已经成为焦点。教师可以借助藻类丰富的多样性及其直接价值与间接价值，以之作为学习线索，激发学生的学习兴趣，帮助学生理解藻类在生态系统中的作用以及其对人类生活的多方面影响，进而提升学生的环保意识与社会责任感。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2011年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2012：24.

［2］ 中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022年版）［S］.北京：北京师范大学出版社，2022：12.

［3］ 中国藻类学会.第一届中国藻类学术讨论会论文集［C］.北京：科学出版社， 1983：前言.

［4］ 刘涛.藻类系统学［M］.北京：海洋出版社，2017：1315.

［5］ 王寅初，秦松.真核藻类进化的研究进展与存在问题［J］.生物学杂志，2015（3）：7072.

［6］ L.Margulis. Symbiosis in Cell Evolution： Life and its Environment on the Early Earth［M］. San Francisco： W.H.Freeman，1981：381419.

［7］ E.Maréchal. Plastids： Methods and Protocols［M］. New York： Springer， 2018： 316.

［8］ Patrick J. Keeling. The Number， Speed， and Impact of Plastid Endosymbioses in Eukaryotic Evolution［J］. Annual Review of Plant Biology，2013（2）：583607.

［9］ 朱欢，胡征宇，刘国祥.藻类的前世今生——浅析内共生学说与藻类的进化［J］.生命世界，2020（2）：2425.

［10］ 周云龙.植物生物学（第3版）［M］.北京：高等教育出版社，2011：777810.

［11］ 赵进东.陈阅增普通生物学（第5版）［M］.北京：高等教育出版社，2023：310314.

［12］ 莫壮洪，朱俊英，荣峻峰，等.微藻生物固碳技术在碳中和中的应用及潜在价值［J］.石油炼制与化工， 2024（1）：98111.