“生物技術(shù)實踐”模塊的解讀

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)


高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》設(shè)置了“生物技術(shù)實踐”選修模塊,這種專門開設(shè)以技術(shù)實踐為主題的課程在我國高中生物學(xué)教學(xué)史上是前所未有的,其意義十分重大。

1 學(xué)習(xí)“生物技術(shù)實踐”模塊的目的意義

1.1 旨在全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

1)我國公民的科學(xué)素養(yǎng)亟待提高 傳統(tǒng)科學(xué)觀認(rèn)為科學(xué)就是系統(tǒng)化的實證知識,F(xiàn)代科學(xué)觀則認(rèn)為,科學(xué)的本質(zhì)不在于已經(jīng)認(rèn)識的真理而在于探索真理。科學(xué)是人類特有的活動形式,是探索未知、從事知識生產(chǎn)的人類活動。傳統(tǒng)的技術(shù)觀僅僅把技術(shù)視為某種本領(lǐng)。現(xiàn)代技術(shù)觀則認(rèn)為,技術(shù)也是人類的一種活動,它和科學(xué)一樣,其核心都是創(chuàng)新。

科學(xué)技術(shù)的重要性勿容質(zhì)疑。縱觀人類文明的發(fā)展史,科學(xué)技術(shù)的每一次重大突破,都會引起生產(chǎn)力的深刻變革和人類社會的巨大進步。本世紀(jì)以來,特別是第二次世界大戰(zhàn)以后,以電子信息、生物技術(shù)和新材料為支柱的一系列高新技術(shù)取得重大突破和飛速發(fā)展,極大地改變了世界的面貌和人類的生活?茖W(xué)技術(shù)日益滲透于經(jīng)濟發(fā)展和社會生活的各個領(lǐng)域,成為推動現(xiàn)代化生產(chǎn)力發(fā)展的最活躍的因素,并且歸根到底是現(xiàn)代社會進步的決定性力量。面對科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展和重要作用,世界各國都非常關(guān)注科學(xué)與技術(shù)的教育,關(guān)注公民科學(xué)素養(yǎng)的提高。中國科協(xié)曾多次對公民進行科學(xué)素養(yǎng)的測試,并與美國等發(fā)達國家的相關(guān)測試進行比較。按照國際上流行的有關(guān)公民科學(xué)素養(yǎng)衡量標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)體系,科學(xué)素養(yǎng)包括3個層次:具備理解科學(xué)知識的素養(yǎng)、具備理解科學(xué)過程的素養(yǎng)和具備理解科學(xué)對社會影響的素養(yǎng)。相關(guān)的調(diào)查和比較表明,在理解科學(xué)知識的素養(yǎng)方面中、美等國公民的差距并不很大,差距主要體現(xiàn)在理解科學(xué)過程的素養(yǎng)和理解科學(xué)對社會影響的素養(yǎng)方面。“生物技術(shù)實踐”模塊顯然對提高學(xué)生理解生物科學(xué)過程和理解生物科學(xué)與技術(shù)對社會影響的素養(yǎng)有重要意義。

2)我國中學(xué)的科學(xué)教育亟待改革 我國公民科學(xué)素養(yǎng)和發(fā)達國家公民科學(xué)素養(yǎng)的差距主要是由教育決定的。中科院院士北京醫(yī)科大學(xué)無機化學(xué)家王婆在“中學(xué)理科教育中的創(chuàng)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(rèn)為矛盾主要表現(xiàn)在:科技進步要求創(chuàng)新,而傳統(tǒng)教育是以知識積累為主的;科技進步要求多樣化,而傳統(tǒng)教育教給學(xué)生的和要求學(xué)生接受的是單一的和統(tǒng)一的觀點和理論;科技進步日益依賴多學(xué)科多方面多途徑的綜合研究,而傳統(tǒng)理科教育體系導(dǎo)致學(xué)習(xí)領(lǐng)域狹窄;科學(xué)進步要求動態(tài)思維和適應(yīng)不斷變化的問題和不斷更新的工作方法,而傳統(tǒng)教育強調(diào)鞏固的、萬無一失的常規(guī)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(rèn)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(guī)。因此,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)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(shè)置“生物科技實踐”模塊,正是希望克服中學(xué)理科教育存在的弊端,強化科學(xué)、技術(shù)與社會關(guān)系的教育,強化創(chuàng)新能力的培養(yǎng),強化實踐能力的培養(yǎng)。

1.2 旨在滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的要求

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》在課程性質(zhì)部分認(rèn)為,高中生物課程是普通高中科學(xué)學(xué)習(xí)領(lǐng)域中的一個科目。高中生物課程將在義務(wù)教育的基礎(chǔ)上,進一步提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。尤其是發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力,幫助學(xué)生理解生物科學(xué)、技術(shù)和社會的相互關(guān)系,增強學(xué)生對自然和社會的責(zé)任感,促進學(xué)生形成正確的世界觀和價值觀。

《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》在“課程設(shè)計思路”中明確提出,在高中階段設(shè)置選修模塊是為了滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的需要,有助于拓展學(xué)生的生物科技視野,增進學(xué)生對生物科技與社會關(guān)系的理解,提高學(xué)生的實踐和探究能力。而“生物技術(shù)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(xué)研究,特別是在生物技術(shù)領(lǐng)域進一步發(fā)展的學(xué)生的需要,培養(yǎng)這些學(xué)生設(shè)計實驗、動手操作、收集證據(jù)等科學(xué)探究的能力,為他們繼續(xù)深造奠定必要的基礎(chǔ)。

2“生物技術(shù)實踐”模塊的主要特點

2.1 充分體現(xiàn)實踐性、基礎(chǔ)性和技術(shù)性

“生物技術(shù)實踐”模塊是一個充分體現(xiàn)生物科學(xué)實踐性、基礎(chǔ)性和技術(shù)性的模塊。生物科學(xué)的所有知識和理論都來源于觀察和實驗,高中階段設(shè)置偏重于動手實踐的“生物技術(shù)實踐”選修模塊,特別注重生物課程學(xué)習(xí)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(yīng)用”、“生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用”和“生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用”4項二級主題,同時也提出了相應(yīng)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(xiàn)了實踐性、基礎(chǔ)性和技術(shù)性。例如,活動內(nèi)容包括實踐性和基礎(chǔ)性很強的“進行微生物的分離和培養(yǎng)”、“測定某種微生物的數(shù)量”等活動,也包括密切聯(lián)系技術(shù)的“探討酶在食品制造和洗滌等方面的應(yīng)用”、“研究從生物材料中提取某些特定成分”、“運用發(fā)酵食品加工的基本方法”、“嘗試植物的組織培養(yǎng)” 等活動;顒觾(nèi)容涉及到“微生物學(xué)”、“生物化學(xué)”和“生物技術(shù)”等多學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)。

本模塊特別注重生物科學(xué)和生物技術(shù)的關(guān)系,強調(diào)通過運用技術(shù)和操作實踐,了解生物科學(xué)和技術(shù)在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護等方面的應(yīng)用;正確認(rèn)識生物科學(xué)和技術(shù)的本質(zhì),理解生物科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系。《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》既考慮到以生物技術(shù)等為代表的高新技術(shù)十分重要,應(yīng)該在教學(xué)內(nèi)容中予以體現(xiàn);同時,也考慮到普通高中的現(xiàn)有條件和高中學(xué)生的知識基礎(chǔ),沒有將生物技術(shù)局限于“高新”技術(shù),而是廣義的生物技術(shù)。希望學(xué)生在通過本模塊的學(xué)習(xí)后,能夠掌握基礎(chǔ)的生物技術(shù),并通過基礎(chǔ)的生物技術(shù)和部分高新技術(shù)的實踐,增強對生物技術(shù)的了解。

2.2 充分體現(xiàn)時代性、選擇性和多樣性

普通高中教育的性質(zhì)依然是基礎(chǔ)教育,普通高中教育的培養(yǎng)目標(biāo)確定為在九年義務(wù)教育基礎(chǔ)上進一步提高公民素養(yǎng),面向大眾的基礎(chǔ)教育。普通高中教育應(yīng)為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ),其目標(biāo)包括初步具有獨立生活的能力、職業(yè)意識、創(chuàng)業(yè)精神和人生規(guī)劃能力等。

本模塊的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)涉及生物科學(xué)與技術(shù)的許多學(xué)科,活動層次從“運用發(fā)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(yǎng)”較高層次,再到“嘗試PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用” 等現(xiàn)代生物技術(shù)活動;課程實施采用“自助餐”式,由學(xué)校(如學(xué)校考慮儀器設(shè)備和經(jīng)濟條件等)、教師(如教師考慮自己擅長的實驗技術(shù)等)、學(xué)生(如學(xué)生考慮自己的興趣愛好、個性發(fā)展、職業(yè)或大學(xué)專業(yè)選擇傾向等)共同決定選擇哪幾項活動作為課程內(nèi)容。和課程標(biāo)準(zhǔn)的其他部分一樣,學(xué)校、教師和學(xué)生甚至可以不選擇內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)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(shù)在食品加工中的應(yīng)用”主題中“運用發(fā)酵食品加工的基本方法”一項具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn),教師可以讓學(xué)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(xiàn)模塊內(nèi)容的選擇性和多樣性。

當(dāng)然,《標(biāo)準(zhǔn)》強調(diào)的基礎(chǔ)性并不是簡單的保持舊有的“基礎(chǔ)”,而是在新時代的背景下,精選必需的經(jīng)典知識,更新和重建新的“基礎(chǔ)”概念和課程體系,提升所有學(xué)生的公民素養(yǎng),體現(xiàn)了時代性。例如,《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》認(rèn)為學(xué)生通過高中生物課程的學(xué)習(xí),將在獲得生物科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)知識、了解并關(guān)注這些知識在生活生產(chǎn)和社會發(fā)展中的應(yīng)用、初步了解與生物科學(xué)相關(guān)的應(yīng)用領(lǐng)域、為繼續(xù)學(xué)習(xí)和走向社會做好必要的準(zhǔn)備等方面獲得充分而富有個性的發(fā)展。《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》確定的生物課程目標(biāo)具有明確的時代性。例如,針對信息技術(shù)時代的到來,明確提出“能夠利用多種媒體搜集生物學(xué)的信息,學(xué)會鑒別、選擇、運用和分享信息”的目標(biāo);針對學(xué)習(xí)化時代的到來,明確提出“發(fā)展科學(xué)探究能力”;針對環(huán)境問題的嚴(yán)峻,明確提出“熱愛自然、珍愛生命,理解人與自然和諧發(fā)展的意義,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念”、“了解生物科學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護等方面的應(yīng)用”;針對生物技術(shù)時代的到來,明確提出“知道生物科學(xué)和技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就”、“對我國生物科學(xué)和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r有一定的認(rèn)識”等。本模塊對完成上述課程目標(biāo)具有獨特的作用。

本模塊非常關(guān)注現(xiàn)代生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,選取了部分有代表性的生物科學(xué)和生物技術(shù)中的核心學(xué)科(如微生物學(xué)、生物化學(xué))和核心技術(shù)(如發(fā)酵技術(shù)、酶技術(shù)和細胞技術(shù)),選取了“嘗試?yán)梦⑸镞M行發(fā)酵來生產(chǎn)特定的產(chǎn)物”、“嘗試制備和應(yīng)用固相化酶”、“嘗試植物的組織培養(yǎng)”、“嘗試蛋白質(zhì)的提取和分離”、“嘗試PCR技術(shù)的基本操作和應(yīng)用” 等現(xiàn)代生物技術(shù)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(nèi)容的表述更為概括,因而具有相當(dāng)?shù)膹椥浴T谠O(shè)計生物學(xué)實驗和其他實踐活動時,注意了普遍性和低成本。為了適應(yīng)不同學(xué)校的辦學(xué)條件,既安排了技術(shù)含量較高的實驗,又安排了與日常生活聯(lián)系密切的一般的實踐活動,體現(xiàn)了《高中生物課程》的選擇性、多樣化和時代性。

3 對“生物技術(shù)實踐”模塊的教學(xué)建議

《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》明確提出,本模塊對學(xué)生的要求是在自學(xué)有關(guān)知識的基礎(chǔ)上,在教師的指導(dǎo)下自己設(shè)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(wù)不是詳細講解,而是給學(xué)生提供實驗條件及必要的參考資料,指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計和進行實驗,參加和輔導(dǎo)學(xué)生的討論。根據(jù)實驗內(nèi)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(xué)生都有充分的動手機會。

為充分發(fā)揮“生物技術(shù)實踐”模塊的教學(xué)功能,讓學(xué)生有機會真正通過自主的實踐活動,充分發(fā)展個性;開闊學(xué)生的科學(xué)視野,促進學(xué)生在現(xiàn)實生活的背景下學(xué)習(xí)生物學(xué),緊密聯(lián)系現(xiàn)實生活和現(xiàn)代科技的進展;讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去參與實踐,發(fā)現(xiàn)真理。在這一過程中,教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體的局面必然形成,學(xué)生主動、合作和探究性學(xué)習(xí)必然成為主流。為此建議:

1)在教學(xué)中應(yīng)重點培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗、動手操作、收集證據(jù)等科學(xué)探究的能力。一方面,教師在指導(dǎo)學(xué)生完成本模塊每項教學(xué)任務(wù)時,除了創(chuàng)造實驗條件和參與學(xué)生討論外,應(yīng)適當(dāng)補充相應(yīng)資料或引導(dǎo)學(xué)生自己搜集相應(yīng)資料,引導(dǎo)學(xué)生相對系統(tǒng)地完成有關(guān)的學(xué)習(xí)內(nèi)容,而不僅僅是完成幾個互不關(guān)聯(lián)的實驗的操作。例如,選擇與微生物學(xué)有關(guān)的實踐活動,可引導(dǎo)學(xué)生收集與實驗相關(guān)的基礎(chǔ)知識(如微生物學(xué)的知識)、基本技能要求(如微生物學(xué)實驗的安全操作技能)、技術(shù)要求(如微生物學(xué)實驗的無菌操作技術(shù))以及技術(shù)和社會關(guān)系(如微生物的利用)等方面的資料,這不僅是學(xué)生探究的支撐,是學(xué)生持續(xù)保持學(xué)習(xí)興趣的動力,也是本模塊設(shè)置的初衷。

另一方面,教師在指導(dǎo)學(xué)生完成本模塊每項教學(xué)任務(wù)時,不應(yīng)包辦代替,將生物科技實踐活動變成讓學(xué)生按照教師或教科書給出的實驗指導(dǎo),“傻瓜”似的完成實驗過程。教師可以參照《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》第4部分實施建議的教學(xué)建議中有關(guān)“組織好探究性學(xué)習(xí)”的4點建議開展生物科技實踐活動。

2)在教學(xué)中應(yīng)重點評價學(xué)生的探究和實踐能力。“生物技術(shù)實踐”模塊的教學(xué)不應(yīng)成為追求實驗和探究結(jié)果的過程,而應(yīng)成為嘗試和體驗科學(xué)探究的過程。這就需要通過評價改革推動教學(xué)改革。長期以來,我國的生物學(xué)實驗教學(xué)一直重視結(jié)果和技能本身,忽視過程和技術(shù)以及技術(shù)與科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系。這就需要按照《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》提出的評價應(yīng)“兼顧知識、能力、情感態(tài)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(yīng)僅僅追求“腐乳”制作是否成功,更要關(guān)注學(xué)生在制作過程中探究能力的發(fā)展。《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》在活動建議中也明確提出要“分析制作過程的科學(xué)原理及影響腐乳品質(zhì)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(xué)生在生物科技實踐活動全過程的評價,例如對學(xué)生“能否搜集相關(guān)資料確定實驗方案”、“能否按照實驗方案準(zhǔn)備實驗器材”、“能否按照實驗操作的規(guī)范要求安全地完成實驗”、“能否及時解決實驗中發(fā)生的問題”、“能否實事求是地記錄和搜集實驗數(shù)據(jù)和實驗現(xiàn)象”、“能否通過分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)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(xiàn)。


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