資源簡介

“生物技術實踐”模塊的解讀
──旨在全面提高學生生物科學素養
《高中生物課程標準》設置了“生物技術實踐”選修模塊，這種專門開設以技術實踐為主題的課程在我國高中生物學教學史上是前所未有的,其意義十分重大。
1 學習“生物技術實踐”模塊的目的意義
1．1 旨在全面提高學生的科學素養
1）我國公民的科學素養亟待提高 傳統科學觀認為科學就是系統化的實證知識。現代科學觀則認為，科學的本質不在于已經認識的真理而在于探索真理。科學是人類特有的活動形式，是探索未知、從事知識生產的人類活動。傳統的技術觀僅僅把技術視為某種本領。現代技術觀則認為，技術也是人類的一種活動，它和科學一樣，其核心都是創新。
科學技術的重要性勿容質疑。縱觀人類文明的發展史，科學技術的每一次重大突破，都會引起生產力的深刻變革和人類社會的巨大進步。本世紀以來，特別是第二次世界大戰以后，以電子信息、生物技術和新材料為支柱的一系列高新技術取得重大突破和飛速發展，極大地改變了世界的面貌和人類的生活。科學技術日益滲透于經濟發展和社會生活的各個領域，成為推動現代化生產力發展的最活躍的因素，并且歸根到底是現代社會進步的決定性力量。面對科學技術的迅猛發展和重要作用，世界各國都非常關注科學與技術的教育，關注公民科學素養的提高。中國科協曾多次對公民進行科學素養的測試，并與美國等發達國家的相關測試進行比較。按照國際上流行的有關公民科學素養衡量標準的指標體系，科學素養包括3個層次：具備理解科學知識的素養、具備理解科學過程的素養和具備理解科學對社會影響的素養。相關的調查和比較表明，在理解科學知識的素養方面中、美等國公民的差距并不很大，差距主要體現在理解科學過程的素養和理解科學對社會影響的素養方面。“生物技術實踐”模塊顯然對提高學生理解生物科學過程和理解生物科學與技術對社會影響的素養有重要意義。
2）我國中學的科學教育亟待改革 我國公民科學素養和發達國家公民科學素養的差距主要是由教育決定的。中科院院士北京醫科大學無機化學家王婆在“中學理科教育中的創新教育問題”一文中深刻地分析了我國理科教育與科技進步之間的矛盾。他認為矛盾主要表現在：科技進步要求創新，而傳統教育是以知識積累為主的；科技進步要求多樣化，而傳統教育教給學生的和要求學生接受的是單一的和統一的觀點和理論；科技進步日益依賴多學科多方面多途徑的綜合研究，而傳統理科教育體系導致學習領域狹窄；科學進步要求動態思維和適應不斷變化的問題和不斷更新的工作方法，而傳統教育強調鞏固的、萬無一失的常規方法；計算機存儲加工信息的能力猛增，使以記憶為主的描述性知識教育失去它的大部分作用等。
王院士認為，人要有知識，更需要有智慧，隨著科技進步，過去的智慧變成今天的知識；過去的尖端科研變成今天的常規。因此，培養學生的創新精神和能力才能使他們成為走在科技進步前沿的人。在高中階段設置“生物科技實踐”模塊，正是希望克服中學理科教育存在的弊端，強化科學、技術與社會關系的教育，強化創新能力的培養，強化實踐能力的培養。
1．2 旨在滿足學生多樣化發展的要求
《普通高中生物課程標準》在課程性質部分認為，高中生物課程是普通高中科學學習領域中的一個科目。高中生物課程將在義務教育的基礎上，進一步提高學生的生物科學素養。尤其是發展學生的科學探究能力，幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系，增強學生對自然和社會的責任感，促進學生形成正確的世界觀和價值觀。
《高中生物課程標準》在“課程設計思路”中明確提出，在高中階段設置選修模塊是為了滿足學生多樣化發展的需要，有助于拓展學生的生物科技視野，增進學生對生物科技與社會關系的理解，提高學生的實踐和探究能力。而“生物技術實踐”模塊的主要目的之一就是滿足那些有志于在生物科學研究，特別是在生物技術領域進一步發展的學生的需要，培養這些學生設計實驗、動手操作、收集證據等科學探究的能力，為他們繼續深造奠定必要的基礎。
2“生物技術實踐”模塊的主要特點
2．1 充分體現實踐性、基礎性和技術性
“生物技術實踐”模塊是一個充分體現生物科學實踐性、基礎性和技術性的模塊。生物科學的所有知識和理論都來源于觀察和實驗，高中階段設置偏重于動手實踐的“生物技術實踐”選修模塊，特別注重生物課程學習中的實踐過程，重視實驗和其他實踐活動的開展。
本模塊確定了“微生物的利用”、“酶的應用”、“生物技術在食品加工中的應用”和“生物技術在其他方面的應用”4項二級主題，同時也提出了相應的實踐活動的建議，供教材編寫人員和教師參考。這些活動充分體現了實踐性、基礎性和技術性。例如，活動內容包括實踐性和基礎性很強的“進行微生物的分離和培養”、“測定某種微生物的數量”等活動，也包括密切聯系技術的“探討酶在食品制造和洗滌等方面的應用”、“研究從生物材料中提取某些特定成分”、“運用發酵食品加工的基本方法”、“嘗試植物的組織培養” 等活動。活動內容涉及到“微生物學”、“生物化學”和“生物技術”等多學科領域的技術。
本模塊特別注重生物科學和生物技術的關系，強調通過運用技術和操作實踐，了解生物科學和技術在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的應用；正確認識生物科學和技術的本質，理解生物科學、技術與社會的關系。《高中生物課程標準》既考慮到以生物技術等為代表的高新技術十分重要，應該在教學內容中予以體現；同時，也考慮到普通高中的現有條件和高中學生的知識基礎，沒有將生物技術局限于“高新”技術，而是廣義的生物技術。希望學生在通過本模塊的學習后，能夠掌握基礎的生物技術，并通過基礎的生物技術和部分高新技術的實踐，增強對生物技術的了解。
2．2 充分體現時代性、選擇性和多樣性
普通高中教育的性質依然是基礎教育，普通高中教育的培養目標確定為在九年義務教育基礎上進一步提高公民素養，面向大眾的基礎教育。普通高中教育應為學生的終身發展奠定基礎，其目標包括初步具有獨立生活的能力、職業意識、創業精神和人生規劃能力等。
本模塊的具體內容標準涉及生物科學與技術的許多學科，活動層次從“運用發酵食品加工的基本方法（包括制作豆腐乳、果酒和果醋，制作泡菜等）”的較低層次，到“嘗試植物的組織培養”較高層次，再到“嘗試PCR技術的基本操作和應用” 等現代生物技術活動；課程實施采用“自助餐”式，由學校（如學校考慮儀器設備和經濟條件等）、教師（如教師考慮自己擅長的實驗技術等）、學生（如學生考慮自己的興趣愛好、個性發展、職業或大學專業選擇傾向等）共同決定選擇哪幾項活動作為課程內容。和課程標準的其他部分一樣，學校、教師和學生甚至可以不選擇內容標準中的“活動建議”，而是按照自己的愿望，開展類似的活動。例如，對于“4．3生物技術在食品加工中的應用”主題中“運用發酵食品加工的基本方法”一項具體內容標準，教師可以讓學生按照活動建議開展制作腐乳等活動，也可以開展諸如制作面醬等活動，充分體現模塊內容的選擇性和多樣性。
當然，《標準》強調的基礎性并不是簡單的保持舊有的“基礎”，而是在新時代的背景下，精選必需的經典知識，更新和重建新的“基礎”概念和課程體系，提升所有學生的公民素養，體現了時代性。例如，《高中生物課程標準》認為學生通過高中生物課程的學習，將在獲得生物科學和技術的基礎知識、了解并關注這些知識在生活生產和社會發展中的應用、初步了解與生物科學相關的應用領域、為繼續學習和走向社會做好必要的準備等方面獲得充分而富有個性的發展。《高中生物課程標準》確定的生物課程目標具有明確的時代性。例如，針對信息技術時代的到來，明確提出“能夠利用多種媒體搜集生物學的信息，學會鑒別、選擇、運用和分享信息”的目標；針對學習化時代的到來，明確提出“發展科學探究能力”；針對環境問題的嚴峻，明確提出“熱愛自然、珍愛生命，理解人與自然和諧發展的意義，樹立可持續發展的觀念”、“了解生物科學知識在生活、生產、科學技術發展和環境保護等方面的應用”；針對生物技術時代的到來，明確提出“知道生物科學和技術的主要發展方向和成就”、“對我國生物科學和技術發展狀況有一定的認識”等。本模塊對完成上述課程目標具有獨特的作用。
本模塊非常關注現代生物技術的迅猛發展，選取了部分有代表性的生物科學和生物技術中的核心學科（如微生物學、生物化學）和核心技術（如發酵技術、酶技術和細胞技術），選取了“嘗試利用微生物進行發酵來生產特定的產物”、“嘗試制備和應用固相化酶”、“嘗試植物的組織培養”、“嘗試蛋白質的提取和分離”、“嘗試PCR技術的基本操作和應用” 等現代生物技術活動，使課程更具時代性。
和其他5個模塊相比本模塊更具有獨特性。例如，課程內容的表述更為概括，因而具有相當的彈性。在設計生物學實驗和其他實踐活動時，注意了普遍性和低成本。為了適應不同學校的辦學條件，既安排了技術含量較高的實驗，又安排了與日常生活聯系密切的一般的實踐活動，體現了《高中生物課程》的選擇性、多樣化和時代性。
3 對“生物技術實踐”模塊的教學建議
《高中生物課程標準》明確提出，本模塊對學生的要求是在自學有關知識的基礎上，在教師的指導下自己設計并進行實驗，然后收集和整理資料，寫出報告，進行口頭交流，相互討論。教師的主要任務不是詳細講解，而是給學生提供實驗條件及必要的參考資料，指導學生設計和進行實驗，參加和輔導學生的討論。根據實驗內容和實驗室條件，每個實驗可以1人工人或多人一組原則上是使每個學生都有充分的動手機會。
為充分發揮“生物技術實踐”模塊的教學功能，讓學生有機會真正通過自主的實踐活動，充分發展個性；開闊學生的科學視野，促進學生在現實生活的背景下學習生物學，緊密聯系現實生活和現代科技的進展；讓學生像科學家一樣去參與實踐，發現真理。在這一過程中，教師為主導、學生為主體的局面必然形成，學生主動、合作和探究性學習必然成為主流。為此建議：
1）在教學中應重點培養學生設計實驗、動手操作、收集證據等科學探究的能力。一方面，教師在指導學生完成本模塊每項教學任務時，除了創造實驗條件和參與學生討論外，應適當補充相應資料或引導學生自己搜集相應資料，引導學生相對系統地完成有關的學習內容，而不僅僅是完成幾個互不關聯的實驗的操作。例如，選擇與微生物學有關的實踐活動，可引導學生收集與實驗相關的基礎知識（如微生物學的知識）、基本技能要求（如微生物學實驗的安全操作技能）、技術要求（如微生物學實驗的無菌操作技術）以及技術和社會關系（如微生物的利用）等方面的資料，這不僅是學生探究的支撐，是學生持續保持學習興趣的動力，也是本模塊設置的初衷。
另一方面，教師在指導學生完成本模塊每項教學任務時，不應包辦代替，將生物科技實踐活動變成讓學生按照教師或教科書給出的實驗指導，“傻瓜”似的完成實驗過程。教師可以參照《高中生物課程標準》第4部分實施建議的教學建議中有關“組織好探究性學習”的4點建議開展生物科技實踐活動。
2）在教學中應重點評價學生的探究和實踐能力。“生物技術實踐”模塊的教學不應成為追求實驗和探究結果的過程，而應成為嘗試和體驗科學探究的過程。這就需要通過評價改革推動教學改革。長期以來，我國的生物學實驗教學一直重視結果和技能本身，忽視過程和技術以及技術與科學、技術與社會的關系。這就需要按照《高中生物課程標準》提出的評價應“兼顧知識、能力、情感態度與價值觀等方面”的建議去做。例如，對待“制作腐乳”這一貌似簡單的活動，教師不應僅僅追求“腐乳”制作是否成功，更要關注學生在制作過程中探究能力的發展。《高中生物課程標準》在活動建議中也明確提出要“分析制作過程的科學原理及影響腐乳品質的條件”的建議。如果教師能夠通過評價方式的改革，重視對學生在生物科技實踐活動全過程的評價，例如對學生“能否搜集相關資料確定實驗方案”、“能否按照實驗方案準備實驗器材”、“能否按照實驗操作的規范要求安全地完成實驗”、“能否及時解決實驗中發生的問題”、“能否實事求是地記錄和搜集實驗數據和實驗現象”、“能否通過分析實驗數據得出結論”和“能否在實驗活動中與他人合作與交流”等方面進行評價，本模塊的課程功能將會較好地實現。

展開更多......

收起↑