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  • “选修1 生物技术实践”的教学建议(吴举宏)
  • 作者: 来源: 时间:2009-9-7 15:46:10 阅读次 【
  • “选修1 生物技术实践”的教学建议

    吴举宏(江苏省中小学教学研究室 江苏南京 210013)

    1   准确把握课程目标

    《选修1 生物技术实践》是一门实践课程,通俗地说,是一门实验课,要求教师组织学生通过实验设计和操作实践,进行科学的探究活动,因此“动手实践”应该是实施本模块教学的主要形式。它又是一门STS课程,因为本模块的6大专题、16个课题的内容由微生物的利用、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等四个部分组成,充分体现了科学、技术与社会的课程观。本模块的自主选择性有三层含义:一是作为选修课程的三个模块之一,本模块主要可供“继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生”群体选修;二是本模块的16个课题可由学生自主选择“5~7个实验”,模块内部的选择性可以满足学生的个性需求、个人爱好;三是课题实施方式以学生自主研习、自行设计为主,改变了必修模块中按照教材呈现的一种方案进行实验操作的做法,如“果胶酶在果汁生产上的作用”课题要求学生在“探究温度和pH对酶活性的影响”、“探究果胶酶的用量”两个方面进行实验的选择、设计、操作,“DNA的粗提取与鉴定”中的纯化步骤,要求学生在去除杂质的三个方案中选用一种,或者自己设计一个方案。因此,本模块的课程目标定位是:全面而真实地培养学生的科学探究能力,严格而立体地培养学生的实际操作能力,拓展和加深对生物科学技术的理解,深刻领悟科学、技术、社会的相互关系,培养学生的创造力和科学精神。

    2   理清教材内容脉络

    理清教材的脉络,便于我们在内容上整体概括,从而“鸟瞰”教材的全貌,使整个教材体系了然于胸,也便于学生建构本模块的知识系统。理清教材脉络是实施教学前的一个重要步骤,就像我们游览故宫,首先得买一张故宫游览地图,然后才能成竹于胸地选择“重点”和“兴奋点”,从而一饱眼福、尽兴而归。从教材目录上可以看出,本模块的内容脉络非常清晰,可以用四句话概括:从传统到现代、从生活到科学、从微生物到动植物、从培养技术到生化分析。教材开始的果酒、果醋、腐乳和泡菜制作,都是我国历史悠久的发酵技术,而细胞的固定化技术、PCR技术等则是新型的现代生物技术;传统发酵食品是学生日常餐桌上的可口美味,植物组织培养、蛋白质提取与鉴定等都是较为复杂的科学研究手段;发酵技术涉及微生物,微生物的实验室培养、分解尿素和纤维素的微生物也都是研究的微生物,而菊花的组织培养、月季的花药培养、果胶酶在果汁上生产中的应用,以及芳香油和胡萝卜素的提取取材都是植物,DNA粗提取与鉴定、蛋白质提取和分离又可以从动物中采集实验材料;从实验取材上进一步分析,开始研究的是微生物个体,后半部分则是关于酶、DNA、血红蛋白、芳香油和胡萝卜等的物质分子。

    如果对每一个专题内容的结构继续分析,可以看出每部分的课程追求和编写意图:“课题背景”引领学生联系技术与生产生活,“基础知识”呈现原理与方法,“实验设计”为学生自行设计实验提供基本信息资料,“操作提示”指导实验操作的关键环节,“分析评价”倡导多元性评价和理性反思,“课题延伸”进行知识与技能的纵向提升,“相关链接”加强知识与技能的横向拓展。

    3   选修1模块的教学建议

    江苏省大部分地区使用人教版高中选修1教材已经满3年,意味着完成了第一轮新课程改革工作,我们回顾这三年的教学过程,将自己的心得体会总结如下。

    3.1  目标和任务  教材为教与学提供了自主选择的空间,为确保该模块教学的实施到位,“课程标准”提出了“学生选学5~7个课题”的基本要求,于是我们提出“下要保底、上不封顶”的实施任务。为了进一步推动新课程的实施,我们运用江苏省自主命题的条件,根据选修1模块主要实验技能要求和江苏省的区域特点,在2008年江苏省“高考考试说明”中明确“探究酶在洗涤方面的作用”、“酵母细胞的固定化技术”、“腐乳的制作”、“果酒和果醋的制作”、“蛋白质的提取和分离”、“DNA的粗提取与鉴定”等6个课题作为考试范围,并以此为基础,在一些实验条件较好的四星级学校,鼓励多选多做,力求体现选择性。在课题选择方面,我们还提出如下建议:守住底线,因地制宜,因校而异,自主选择。

    3.2  原则和方法  根据课程标准的要求,以及选修1模块的课程特点和教育价值,我们认为在实施教学的过程中应该着力体现下列模块教学特点:第一,做中学,切实转变学习方式。必修教材中的实验教学在整个教学体系中的地位可以总结为“学中做”,那么选修1模块中实验教学的地位则可以表述为“做中学”,“动手做”应该是本模块教学实施的主要形式。第二,自主性,扎实体现主体地位。无论是模块设计、课题选择,还是教材编写,都为学生的自主性提供了坚实基础,我们应以此为抓手,切实转变学生的学习方式,放手让学生去自主研习、自行设计、亲手操作。第三,多元性,务实实施多元评价。教材编写的栏目中专门设有“结果分析与评价”,引导学生进行自我评价和自我反思,在实施教学中,我们还可以组织学生进行相互评价、互相交流。第四,真实性,真实获取成果产品。选修1模块展现的课题具有丰富、真实和完整的科学探究情境,最后需要获取真实“产品”,避免“纸上谈兵”的学习作风,一杯果酒、一盏果醋、一碟乳腐、一碗泡菜、一瓶玫瑰精油,如此等等,都为学生带来真真切切的感受和兴奋。我们以上述特点为原则,经过大胆实践和探索,提出如下教学建议。

    大胆尝试,试误是一种有效的学习方法。科学研究原本没有正确的方向和方案,而是在反复不断的试误中寻找到正确的答案,因此可以说,科学的发展是在不断的试误中进行的。同样,从学习心理学角度分析,亲力亲为的尝试和探求会给学习者留下终身难忘的启迪,尤其是一群年龄相仿、心智特点相似的学生在一起反复尝试、热烈讨论,思想碰撞中激发的灵感给每一个参与者带来惊奇和惊喜。为此,在实验教学中不要用太多的条约束缚探究的空间,应该让学生毫无顾忌地、“放肆”地动手实践,除非涉及安全问题。例如,在果酒、果醋制作中,通过试误,学生们在下列问题上得到了启迪:实验用具一定要清洗消毒吗?——不消毒,他(他)得不到美酒;葡萄冲洗得越干净越好(女生常常这样干)吗?——太干净,连酒香都闻不到。学生们还会在果酒、果醋制作中的接种、白葡萄酒和红葡萄酒的制作等问题上争论不休、尽情尝试,关于最后的产品评价,无需教师多言,他们早有公论。

    积极思考,不断提升学生的思维品质。陶行知先生曾说,中国教育的弊端就在于不教动手的人动脑、不教动脑的人动手。我们强调选修1模块教学要在“做”中进行,并不是意味着动手的同时不动脑,恰恰相反,我们强调“做中学”、“做中思”,让学生在操作的同时多问问自己“为什么”,“为什么”常常让学生会看到一个崭新的世界!例如,以“DNA的粗提取与鉴定”的实验中,应引导学生在实验时,思考下列一些问题:为何选用鸡血?用鸭血、猪血、肝脏、菜花行吗?实验中多次搅拌的要求、目的和作用有何不同?过滤为何用纱布不用滤纸?为何用冷酒精不用室温酒精?多次过滤,每次留滤液,还是留析出物?

    融入生活,改善学生的学习情绪。毋庸讳言,当今基础教育留给学生的快乐还不多,但是通过新课程的实施,我们应该在改变这种局面方面有所作为。选修1的课题选择处处洋溢着浓郁的生活气息,应该让学生在课程实施中酿造生活的美酒(果酒制作),洗去岁月的风尘(加酶洗衣粉),品尝传统的美味(腐乳、泡菜的制作),增添生活的芳香(植物精油的提取),这些课题的实践会改善学生的生活质量,更重要的是让学生亲近真实的生活,调节学习的情绪。

    变式练习,促进学生的知识迁移。选修1教材在编写上是开放的,在“实验设计”、“结果分析与评价”、“课题延伸”等栏目上都体现了这种精神,因此我们在教学中要树立“教材不是一本圣经,而是一张地图”的理念,鼓励学生大胆创新,反对实验方案的唯一性,反对大量、重复的训练,提倡创新设计,实施变式教学。如,在“DNA的粗提取”的实验中,如果总是反复操练用“鸡血”为材料,那么当学生面对“菜花”作为实验材料时,他们就会机械地套用“加蒸馏水,搅拌”来破碎细胞的方法;如果我们反复宣讲“洗涤丝绸衣物不能用含蛋白酶的洗衣粉”,那么当学生遭遇“用含纤维素酶的洗衣粉为什么可以使棉织衣物出新”的问题时,就会大惑不解。

    加强激励,增强学生的学习动机。选修1课题研究的评价,可以采取丰富多彩的方式进行,从而达到激励学生的目的,成果与作品展示就是一种很好的做法。有的学校将实验成果展示与“家长开放日”、“学校科技节”等活动有机结合,如有的学校举行生动活泼的师生、家长冷餐会,在冷餐会的餐桌上摆放着贴有标签的果酒、果醋、腐乳、泡菜、果汁、胡萝卜素饮料等,标签上写有制作者的班级和姓名,作品旁有家长评议表,尤其当家长品尝到自己孩子的劳动成果时,那种喜悦的心情和灿烂的笑容让人终身难忘,孩子们在那种氛围中也深受感染、备受鼓舞。有的学校在老师们组织下,经过多次的实验,对教材中许多环节进行了有益的尝试和改进,并且对学生的创造性方案进行评比,或将这些方案结集出版、在橱窗发布。例如,在“果胶酶在果汁生产上的作用”中,用苹果作为材料,无酶和加酶实验效果差异不大,是否与苹果中已经含有果胶酶有关?在“探讨加酶洗衣粉的洗涤效果”中,无酶洗衣粉在市场上难以买到,就提出用沸水处理的办法;在“酵母细胞的固定化”中发现,用清水细胞活化比葡萄糖液好,如果凝胶珠拖“尾巴”,说明海藻酸钠浓度过大,若凝胶珠在氯化钙浸泡时间过短,放入葡萄糖后会破裂;在“DNA的粗提取与鉴定”中,加洗涤剂搅拌后泡沫太多,不易过滤,要选择低泡洗涤剂;在“植物芳香油的提取”中,用橘皮易焦糊,粘在烧瓶底;在“胡萝卜素的提取”中,胡萝卜的烘干效果不好,不仅耗时,而且提取液颜色太浅,建议用晒干的方法。[②]由此可见,在教材的二次开发中学生已经承担起参与者、研究者的重要角色。

    (本文发表于2009年第6期《生物学通报》)


    本文以人教版高中选修1教材为分析材料

    本部分材料由南京师范大学附属中学生物组提供

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