选修1“生物技术实践”模块的解读.doc

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1、“生物技术实践”模块的解读 旨在全面提高学生生物科学素养 汪忠 南京师范大学生命科学学院高中生物课程标准设置了“生物技术实践”选修模块，这种专门开设以技术实践为主题的课程在我国高中生物学教学史上是前所未有的,其意义十分重大。1 学习“生物技术实践”模块的目的意义11 旨在全面提高学生的科学素养1）我国公民的科学素养亟待提高 传统科学观认为科学就是系统化的实证知识。现代科学观则认为，科学的本质不在于已经认识的真理而在于探索真理。科学是人类特有的活动形式，是探索未知、从事知识生产的人类活动。传统的技术观仅仅把技术视为某种本领。现代技术观则认为，技术也是人类的一种活动，它和科学一样，其核心都是创新。

2、科学技术的重要性勿容质疑。纵观人类文明的发展史，科学技术的每一次重大突破，都会引起生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。本世纪以来，特别是第二次世界大战以后，以电子信息、生物技术和新材料为支柱的一系列高新技术取得重大突破和飞速发展，极大地改变了世界的面貌和人类的生活。科学技术日益渗透于经济发展和社会生活的各个领域，成为推动现代化生产力发展的最活跃的因素，并且归根到底是现代社会进步的决定性力量。面对科学技术的迅猛发展和重要作用，世界各国都非常关注科学与技术的教育，关注公民科学素养的提高。中国科协曾多次对公民进行科学素养的测试，并与美国等发达国家的相关测试进行比较。按照国际上流行的有关公民科学素养

3、衡量标准的指标体系，科学素养包括3个层次：具备理解科学知识的素养、具备理解科学过程的素养和具备理解科学对社会影响的素养。相关的调查和比较表明，在理解科学知识的素养方面中、美等国公民的差距并不很大，差距主要体现在理解科学过程的素养和理解科学对社会影响的素养方面。“生物技术实践”模块显然对提高学生理解生物科学过程和理解生物科学与技术对社会影响的素养有重要意义。2）我国中学的科学教育亟待改革 我国公民科学素养和发达国家公民科学素养的差距主要是由教育决定的。中科院院士北京医科大学无机化学家王婆在“中学理科教育中的创新教育问题”一文中深刻地分析了我国理科教育与科技进步之间的矛盾。他认为矛盾主要表现在：科

4、技进步要求创新，而传统教育是以知识积累为主的；科技进步要求多样化，而传统教育教给学生的和要求学生接受的是单一的和统一的观点和理论；科技进步日益依赖多学科多方面多途径的综合研究，而传统理科教育体系导致学习领域狭窄；科学进步要求动态思维和适应不断变化的问题和不断更新的工作方法，而传统教育强调巩固的、万无一失的常规方法；计算机存储加工信息的能力猛增，使以记忆为主的描述性知识教育失去它的大部分作用等。王院士认为，人要有知识，更需要有智慧，随着科技进步，过去的智慧变成今天的知识；过去的尖端科研变成今天的常规。因此，培养学生的创新精神和能力才能使他们成为走在科技进步前沿的人。在高中阶段设置“生物科技实践”

5、模块，正是希望克服中学理科教育存在的弊端，强化科学、技术与社会关系的教育，强化创新能力的培养，强化实践能力的培养。12 旨在满足学生多样化发展的要求普通高中生物课程标准在课程性质部分认为，高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。高中生物课程将在义务教育的基础上，进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力，帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系，增强学生对自然和社会的责任感，促进学生形成正确的世界观和价值观。高中生物课程标准在“课程设计思路”中明确提出，在高中阶段设置选修模块是为了满足学生多样化发展的需要，有助于拓展学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理

6、解，提高学生的实践和探究能力。而“生物技术实践”模块的主要目的之一就是满足那些有志于在生物科学研究，特别是在生物技术领域进一步发展的学生的需要，培养这些学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力，为他们继续深造奠定必要的基础。2“生物技术实践”模块的主要特点21 充分体现实践性、基础性和技术性“生物技术实践”模块是一个充分体现生物科学实践性、基础性和技术性的模块。生物科学的所有知识和理论都来源于观察和实验，高中阶段设置偏重于动手实践的“生物技术实践”选修模块，特别注重生物课程学习中的实践过程，重视实验和其他实践活动的开展。本模块确定了“微生物的利用”、“酶的应用”、“生物技术在食品加工中

7、的应用”和“生物技术在其他方面的应用”4项二级主题，同时也提出了相应的实践活动的建议，供教材编写人员和教师参考。这些活动充分体现了实践性、基础性和技术性。例如，活动内容包括实践性和基础性很强的“进行微生物的分离和培养”、“测定某种微生物的数量”等活动，也包括密切联系技术的“探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用”、“研究从生物材料中提取某些特定成分”、“运用发酵食品加工的基本方法”、“尝试植物的组织培养” 等活动。活动内容涉及到“微生物学”、“生物化学”和“生物技术”等多学科领域的技术。本模块特别注重生物科学和生物技术的关系，强调通过运用技术和操作实践，了解生物科学和技术在生活、生产、科学技术发展

8、和环境保护等方面的应用；正确认识生物科学和技术的本质，理解生物科学、技术与社会的关系。高中生物课程标准既考虑到以生物技术等为代表的高新技术十分重要，应该在教学内容中予以体现；同时，也考虑到普通高中的现有条件和高中学生的知识基础，没有将生物技术局限于“高新”技术，而是广义的生物技术。希望学生在通过本模块的学习后，能够掌握基础的生物技术，并通过基础的生物技术和部分高新技术的实践，增强对生物技术的了解。22 充分体现时代性、选择性和多样性普通高中教育的性质依然是基础教育，普通高中教育的培养目标确定为在九年义务教育基础上进一步提高公民素养，面向大众的基础教育。普通高中教育应为学生的终身发展奠定基础，其

9、目标包括初步具有独立生活的能力、职业意识、创业精神和人生规划能力等。本模块的具体内容标准涉及生物科学与技术的许多学科，活动层次从“运用发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）”的较低层次，到“尝试植物的组织培养”较高层次，再到“尝试PCR技术的基本操作和应用” 等现代生物技术活动；课程实施采用“自助餐”式，由学校（如学校考虑仪器设备和经济条件等）、教师（如教师考虑自己擅长的实验技术等）、学生（如学生考虑自己的兴趣爱好、个性发展、职业或大学专业选择倾向等）共同决定选择哪几项活动作为课程内容。和课程标准的其他部分一样，学校、教师和学生甚至可以不选择内容标准中的“活动建议”，

10、而是按照自己的愿望，开展类似的活动。例如，对于“43生物技术在食品加工中的应用”主题中“运用发酵食品加工的基本方法”一项具体内容标准，教师可以让学生按照活动建议开展制作腐乳等活动，也可以开展诸如制作面酱等活动，充分体现模块内容的选择性和多样性。当然，标准强调的基础性并不是简单的保持旧有的“基础”，而是在新时代的背景下，精选必需的经典知识，更新和重建新的“基础”概念和课程体系，提升所有学生的公民素养，体现了时代性。例如，高中生物课程标准认为学生通过高中生物课程的学习，将在获得生物科学和技术的基础知识、了解并关注这些知识在生活生产和社会发展中的应用、初步了解与生物科学相关的应用领域、为继续学习和走

11、向社会做好必要的准备等方面获得充分而富有个性的发展。高中生物课程标准确定的生物课程目标具有明确的时代性。例如，针对信息技术时代的到来，明确提出“能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息”的目标；针对学习化时代的到来，明确提出“发展科学探究能力”；针对环境问题的严峻，明确提出“热爱自然、珍爱生命，理解人与自然和谐发展的意义，树立可持续发展的观念”、“了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用”；针对生物技术时代的到来，明确提出“知道生物科学和技术的主要发展方向和成就”、“对我国生物科学和技术发展状况有一定的认识”等。本模块对完成上述课程目标具有独特的

12、作用。本模块非常关注现代生物技术的迅猛发展，选取了部分有代表性的生物科学和生物技术中的核心学科（如微生物学、生物化学）和核心技术（如发酵技术、酶技术和细胞技术），选取了“尝试利用微生物进行发酵来生产特定的产物”、“尝试制备和应用固相化酶”、“尝试植物的组织培养”、“尝试蛋白质的提取和分离”、“尝试PCR技术的基本操作和应用” 等现代生物技术活动，使课程更具时代性。和其他5个模块相比本模块更具有独特性。例如，课程内容的表述更为概括，因而具有相当的弹性。在设计生物学实验和其他实践活动时，注意了普遍性和低成本。为了适应不同学校的办学条件，既安排了技术含量较高的实验，又安排了与日常生活联系密切的一般的

13、实践活动，体现了高中生物课程的选择性、多样化和时代性。3 对“生物技术实践”模块的教学建议高中生物课程标准明确提出，本模块对学生的要求是在自学有关知识的基础上，在教师的指导下自己设计并进行实验，然后收集和整理资料，写出报告，进行口头交流，相互讨论。教师的主要任务不是详细讲解，而是给学生提供实验条件及必要的参考资料，指导学生设计和进行实验，参加和辅导学生的讨论。根据实验内容和实验室条件，每个实验可以1人工人或多人一组原则上是使每个学生都有充分的动手机会。为充分发挥“生物技术实践”模块的教学功能，让学生有机会真正通过自主的实践活动，充分发展个性；开阔学生的科学视野，促进学生在现实生活的背景下学习生

14、物学，紧密联系现实生活和现代科技的进展；让学生像科学家一样去参与实践，发现真理。在这一过程中，教师为主导、学生为主体的局面必然形成，学生主动、合作和探究性学习必然成为主流。为此建议：1）在教学中应重点培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力。一方面，教师在指导学生完成本模块每项教学任务时，除了创造实验条件和参与学生讨论外，应适当补充相应资料或引导学生自己搜集相应资料，引导学生相对系统地完成有关的学习内容，而不仅仅是完成几个互不关联的实验的操作。例如，选择与微生物学有关的实践活动，可引导学生收集与实验相关的基础知识（如微生物学的知识）、基本技能要求（如微生物学实验的安全操作技能）、技

15、术要求（如微生物学实验的无菌操作技术）以及技术和社会关系（如微生物的利用）等方面的资料，这不仅是学生探究的支撑，是学生持续保持学习兴趣的动力，也是本模块设置的初衷。另一方面，教师在指导学生完成本模块每项教学任务时，不应包办代替，将生物科技实践活动变成让学生按照教师或教科书给出的实验指导，“傻瓜”似的完成实验过程。教师可以参照高中生物课程标准第4部分实施建议的教学建议中有关“组织好探究性学习”的4点建议开展生物科技实践活动。2）在教学中应重点评价学生的探究和实践能力。“生物技术实践”模块的教学不应成为追求实验和探究结果的过程，而应成为尝试和体验科学探究的过程。这就需要通过评价改革推动教学改革。长

16、期以来，我国的生物学实验教学一直重视结果和技能本身，忽视过程和技术以及技术与科学、技术与社会的关系。这就需要按照高中生物课程标准提出的评价应“兼顾知识、能力、情感态度与价值观等方面”的建议去做。例如，对待“制作腐乳”这一貌似简单的活动，教师不应仅仅追求“腐乳”制作是否成功，更要关注学生在制作过程中探究能力的发展。高中生物课程标准在活动建议中也明确提出要“分析制作过程的科学原理及影响腐乳品质的条件”的建议。如果教师能够通过评价方式的改革，重视对学生在生物科技实践活动全过程的评价，例如对学生“能否搜集相关资料确定实验方案”、“能否按照实验方案准备实验器材”、“能否按照实验操作的规范要求安全地完成实验”、“能否及时解决实验中发生的问题”、“能否实事求是地记录和搜集实验数据和实验现象”、“能否通过分析实验数据得出结论”和“能否在实验活动中与他人合作与交流”等方面进行评价，本模块的课程功能将会较好地实现。生物学通报2004.7