生物技术实践选修课程优化

（一）学生学习本模块的目的和童义

1.本模块旨在提高学生科学素养

（1）我国公民的科学素养亟待提高

科学是存在于我们的生活之中的。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。它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。

技术更是存在于我们的生活之中的。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，它的核心是创造和发明。

科学技术的重要性毋庸置疑。正如江泽民同志在《用现代科学技术知识武装起来》一书中所述：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各个领域，成为推动现代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1992年对公众科学素养的测试与美国相关测试结果的比较如图3－2：

图3－2　中国和美国公众科学素养的比较图

按照国际上流行的有关公众科学素养衡量标准的指标体系，科学素养包括三个层次：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。上述调查显示出，在理解科学知识的素养方面，中、美两国公民的差距并不大，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。1994年的同类调查表明，我国公民科学素养情况有所好转，但和国际相比仍然存在较大差距。

显然，《生物技术实践》模块具有提高学生理解生物科学过程、生物科学与技术对社会影响的素养的功能。

（2）我国中学的科学教育亟待改革

公民素养的差距主要决定于教育。高中教育应承担起提高公民科学素养的重要使命。中国科学院院士、无机化学家王夔在“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：

①科技进步要求创新，而传统教育是以知识积累为主的。

②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，而且是统一的观点和理论。

③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，从中学到研究生到博士后越来越变成一个专门家，并只在弹丸之地打洞。

④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。

⑤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了它的大部分作用。

⑥高效计算机技术加上人工智能能够代替人进行大部分的程序性的思维，使得以推导、演绎、标准方法训练为主的理科教育失去意义。

王夔院士认为，这些矛盾是知识与智慧的内容和它们之间关系不断改变的表现。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头的人。要培养创新的心态、素质和能力，必须而且能够从中学教学开始。王院士的观点也是许多有识之士对我国理科教育的共同认识。早在2001年中国科学院《2001科学发展报告》中就在“科学家建议”部分对我国理科教育改革提出过相同的建议。

设置《生物技术实践》模块，正是希望克服中学理科教育中存在的弊端，强调科学、技术与社会关系的教育，有利于学生科学素养的提高和个性的充分发展。

2.本模块满足学生多样化发展的要求

选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的，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解、提高学生的实践和探究能力。

“课程设计思路”明确指出在普通高中阶段设置《生物技术实践》模块，重点是培养学生设计实验、动手操作、收集证据等科学探究的能力，增进学生对生物技术应用的了解。本模块适于继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生学习。

应该说，《生物技术实践》模块是高中生物课程6个模块中非常特殊的一个模块。它对体现课程理念、实现课程目标具有不可替代的作用。

（二）本模块的主要特点(www.xing528.com)

1.充分体现实践性、基础性和技术性

生物科学不仅是一个理论体系，更重要的是一个科学过程。生物科学的所有知识和理论都来源于实际观察和实验，因此，《标准》特别将偏重于动手实践的“生物技术实践”作为一个独立的选修模块，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。

本模块确定了四项二级主题，包括“微生物的利用”、“酶的应用”、“生物技术在食品加工中的应用”和“生物技术在其他方面的应用”方面的具体内容标准。同时也提出了一系列实践活动建议，供教材编写参考和教师教学参考。这些活动充分体现了实践性、基础性和技术性。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“微生物学”、“生物化学”、“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。考虑到普通高中的现有条件和高中学生的基础，本模块没有将生物技术局限于“高新”技术，所涉及的生物技术包括广义的生物技术，强调掌握基础的生物技术和对高新技术的了解，而不是特别强调掌握生物高新技术。

2.充分体现选择性、多样化和时代性

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”的较高层次，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《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”，而是按照自己的愿望，开展类似的活动。例如，对于“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，充分体现了选择性和多样性。

《标准》确定的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”；针对严峻的环境问题，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”；针对知识经济时代的到来，明确提出“认识生物科学和技术的性质，能正确理解科学、技术、社会之间的关系”等。本模块对完成上述课程目标具有独特的作用。

本模块非常关注现代生物技术的迅猛发展，选取了生物科学和生物技术中有代表性的部分核心学科（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），诸如“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。

本模块和其他5个模块相比更具有独特性。例如，课程内容的表述较为概括，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，注意了普适性和低成本。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实践活动，充分考虑《标准》的选择性、多样化和时代性，有利于学生多样化的、充满个性的发展。

（三）本模块课程内容的要求

本模块是以实验、实践、探究为主的课程，内容包括微生物的利用、酶的应用、生物技术在食品加工中的应用和生物技术在其他方面的应用四部分。

教师应根据本校条件，指导学生选做本模块中的5～7个实验。每个实验不限于1个或2个学时，有的实验需要连续进行若干天，但每天所需时间不一定很长。这些实验中有的是使学生了解基本原理或获得基础知识、基本技能的，有的是使学生理解科学、技术与社会相互关系的，有的则是偏重于实际应用和技术掌握的。

这一模块的目标非常明确，那就是切实落实高中课程改革的总体目标，特别着眼于培养学生生物科学素养中理解科学过程和理解科学技术与社会关系的素养。

（四）教学策略、教学活动的建设

《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、2人或多人1组，原则是使每个学生都有充分的动手机会。

为此提出两项建议：

1.深刻认识本模块独特的课程功能

（1）设置《生物技术实践》模块，能较好地解决教学与发展的关系，即传授知识、技能和发展智力、培养能力的关系。设置《生物技术实践》模块，就能让学生有机会真正的在学习基础知识的基础上，通过自主的实践活动，充分发展个性，并形成良好的情感态度与价值观。

（2）设置《生物技术实践》模块，有利于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物学，紧密联系现实生活和现代科技的进展。

（3）设置《生物技术实践》模块，能让学生像科学家一样去发现真理，去尝试制作，去实践实习，这能满足部分喜欢动手实践的学生的发展需求。在这一过程中，教师为主导、学生为主体的局面自然形成，学生主动、合作和探究性学习必然成为主流。

2.充分发挥本模块独特的课程功能

（1）全面落实《标准》关于设置本模块的宗旨，重点培养学生设计实验、动手操作、搜集证据等科学探究的能力，增进学生对生物技术应用的了解。

一方面，教师在指导学生完成本模块每项教学任务的时候，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，包括与实验相关的基础知识（例如微生物学的）、基本技能要求（例如微生物实验的安全操作技能）、技术要求（例如微生物实验的无菌操作技术）以及技术和社会关系（例如微生物利用）等方面的资料，使之成为探究的支撑。

另一方面，教师在指导学生完成本模块每项教学任务的时候，不应包办代替，将生物技术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《标准》中“第四部分　实施建议”部分教学建议中有关“组织好探究性学习”的四点建议开展生物技术实践活动。

（2）全面体现《标准》关于评价改革的建议，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。长期以来，我们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《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”这一看似简单的活动，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。《标准》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”的活动建议。如果教师能够通过评价方式的改革，重视对学生在生物技术实践活动中全过程的评价，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”、“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。