基于SSI發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)探索

摘 要：社會性科學(xué)議題教學(xué)是發(fā)展學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要方式。本文以“微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用”一課為例，圍繞“飲品Y商家的宣傳是否屬實”這一核心議題展開。學(xué)生在議題任務(wù)的驅(qū)動下主動參與、合作學(xué)習(xí)，并將科學(xué)知識應(yīng)用于解決其他關(guān)聯(lián)議題，呈現(xiàn)自己的觀點，充分體現(xiàn)使用SSI進(jìn)行教學(xué)所期望達(dá)到的最終成果。

關(guān)鍵詞：社會性科學(xué)議題教學(xué)；高中生物學(xué)；核心素養(yǎng)；微生物

文章編號：1003-7586（2024）06-0014-03 中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

社會性科學(xué)議題（Socioscientific Issues，簡稱SSI）是與科學(xué)技術(shù)相關(guān)的一系列復(fù)雜的社會性問題。^［1］圍繞SSI開展的教學(xué)能夠使學(xué)生關(guān)注并參與到對社會問題的討論和決策中，成為具有決策能力和社會責(zé)任等必備素質(zhì)的新時代人才。高中生物學(xué)的選擇性必修模塊是在必修模塊的基礎(chǔ)上，從科學(xué)、技術(shù)、社會三個維度設(shè)置的課程，著重介紹了生物科學(xué)技術(shù)與人類生存和發(fā)展的密切關(guān)系，因此適合使用SSI進(jìn)行教學(xué)。本文以“微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用”一課為例，嘗試使用SSI進(jìn)行教學(xué)探索。

1 核心設(shè)計：聚焦社會性科學(xué)議題

在教學(xué)設(shè)計時，教師除了考慮SSI的情境性，還要圍繞核心知識和關(guān)鍵能力兩個維度進(jìn)行設(shè)計。因此，SSI的選擇是基于教材內(nèi)容進(jìn)行的。

1.1 提煉課程標(biāo)準(zhǔn)：核心知識與關(guān)鍵能力

根據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中的要求，“微生物的培養(yǎng)技術(shù)及應(yīng)用”的核心知識涵蓋“無菌操作技術(shù)”、“培養(yǎng)特定微生物所需的特殊培養(yǎng)基”及“微生物的計數(shù)和分離純化的技術(shù)”。學(xué)生除了需要掌握微生物培養(yǎng)的相關(guān)原理和操作過程，還要能夠積極思考與生物學(xué)有關(guān)的社會問題，在解決實際問題的過程中發(fā)展關(guān)鍵能力。同時，學(xué)生還應(yīng)在學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的過程中了解健康的生活方式，識別偽科學(xué)和迷信，從而培養(yǎng)自身的社會責(zé)任感。因此，本節(jié)課的議題選擇與“微生物”有關(guān)的食品健康問題和偽科學(xué)話題作為探討內(nèi)容。

1.2 SSI確立：議題教學(xué)價值分析

2021年，某乳酸飲品Y關(guān)聯(lián)公司因以相關(guān)診療方案為依據(jù)直接宣傳益生菌（主要是乳酸菌）在新冠病毒防治中的重要作用，使消費者誤以為益生菌能防治新冠病毒，因此被行政處罰。

這則新聞是商家對飲品Y中所含乳酸菌功效的虛假宣傳，屬于偽科學(xué)。乳酸菌是否存在此功效？飲品Y中的乳酸菌的含量是否如商家廣告所言的豐富？圍繞以上問題確立本節(jié)課的SSI主線：基于已有的生物學(xué)知識，判斷飲品Y的商家宣傳是否屬實。教師通過對議題的探究，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)微生物培養(yǎng)技術(shù)的同時，對社會熱點問題進(jìn)行探討，并利用科學(xué)知識辨別生活中的偽科學(xué)，進(jìn)而形成批判性思維，發(fā)展自身核心素養(yǎng)。

1.3 以學(xué)生為主體：引領(lǐng)學(xué)習(xí)的支架設(shè)計

SSI課程中的問題主要以某方面知識的議題為主，往往是一類結(jié)構(gòu)不良、開放式的問題，缺少解決問題所需的明確信息。^［2］因此，教師在使用SSI進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，需要引導(dǎo)學(xué)生推理尋找證據(jù)。為了保證教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，教師需要圍繞議題劃分出明確的探究任務(wù)，讓學(xué)生有目的地學(xué)習(xí)相關(guān)知識并對問題進(jìn)行討論?；诖?，本課程將圍繞“議題聚焦”“議題探究”“熱點探討”三個部分展開教學(xué)（見圖1）。其中的議題聚焦部分，教師需要向?qū)W生闡明該議題的背景知識。在議題探究中，學(xué)生需要明晰不同學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的探究任務(wù)。熱點探討部分是對關(guān)聯(lián)議題的應(yīng)用，該階段要求學(xué)生應(yīng)用已有的科學(xué)知識對SSI進(jìn)行決策與評價。

2 課堂實踐：基于SSI的教學(xué)實施

2.1 聚焦SSI：商家對飲品Y的宣傳是否屬實

首先，教師播放飲品Y的廣告視頻并呈現(xiàn)其營養(yǎng)成分表，并調(diào)查收集學(xué)生喜愛該飲品的原因。學(xué)生經(jīng)討論得出初步結(jié)論：飲品Y的蛋白質(zhì)含量并沒有達(dá)到普通牛奶的標(biāo)準(zhǔn)，其受歡迎的原因除了口味外，很大程度受到廣告宣傳的影響——添加了能夠幫助腸道活動、維持腸道菌群平衡的乳酸菌。

教師呈現(xiàn)資料一：乳酸菌確實可以產(chǎn)生抗菌肽，抑制某些有害菌種的活性。^［3］通過引導(dǎo)學(xué)生分析社會上的一些現(xiàn)象后提出問題：飲品Y中活性乳酸菌的數(shù)量和種類是否達(dá)到廣告宣傳的標(biāo)準(zhǔn)？最后，在教師指導(dǎo)下提出SSI：商家對飲品Y的宣傳是否屬實？

通過廣告視頻激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，結(jié)合生活體驗引發(fā)學(xué)生對飲品Y中的活性乳酸菌進(jìn)行討論，從科學(xué)技術(shù)層面和社會層面提出疑問，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維。

2.2 探究SSI：如何對飲品中的活性乳酸菌進(jìn)行檢測

2.2.1 任務(wù)一：對飲品Y中乳酸菌的數(shù)量和種類進(jìn)行計數(shù)

學(xué)生通過交流，明確了通過對飲品Y中的活菌（微生物）的培養(yǎng)觀察測定飲品Y中乳酸菌的數(shù)量和種類的方法。之后教師通過提問的方式，帶領(lǐng)學(xué)生回顧“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”實驗的相關(guān)探究過程，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)利用血球計數(shù)板和顯微鏡對乳酸菌進(jìn)行計數(shù)的實驗方法。最后由教師呈現(xiàn)拍攝的血球計數(shù)板中乳酸菌圖片，讓學(xué)生嘗試對其進(jìn)行計數(shù)。

教師提問：是否還有其他測量微生物的數(shù)量和種類的方式？問題引發(fā)學(xué)生思考。

教師呈現(xiàn)資料二：不同細(xì)菌能夠在培養(yǎng)基上形成的不同顏色和形態(tài)的菌落。學(xué)生閱讀圖文，理解菌落是鑒定菌種的重要依據(jù)，進(jìn)而明確菌落的定義：單個微生物在培養(yǎng)基表面或內(nèi)部形成一個肉眼可見的，具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)的子細(xì)胞群體。

教師呈現(xiàn)資料三：培養(yǎng)基上乳酸菌的菌落圖片（見圖2）。^［4］通過觀察，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)乳酸菌菌落具有以下特征：菌落邊緣區(qū)分明顯，有凸起，整體呈乳白色，出現(xiàn)明顯溶鈣環(huán)。之后教師向?qū)W生說明可以通過平板劃線法和稀釋涂布平板法獲取單菌落，最后總結(jié)稀釋涂布平板法和顯微鏡計數(shù)法是測定微生物數(shù)量的常用方法，而平板劃線法和稀釋涂布平板法是分離和純化微生物的常用方法。

學(xué)生關(guān)注到真實生活中的議題，自發(fā)產(chǎn)生探究的意愿，從而主動探索實驗室檢測乳酸菌的方法。教師在學(xué)生探索的過程中需要進(jìn)一步說明本節(jié)課學(xué)習(xí)的微生物培養(yǎng)技術(shù)以及技術(shù)原理。

2.2.2 任務(wù)二：培養(yǎng)乳酸菌需要的營養(yǎng)成分

在實驗室培養(yǎng)微生物需要配置培養(yǎng)基，教師將文獻(xiàn)中MRS培養(yǎng)基的組分列出（見表1），并引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位合作討論，結(jié)合書本中牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基的營養(yǎng)構(gòu)成表，總結(jié)出培養(yǎng)微生物不僅需要水、碳源、氮源和無機(jī)鹽等主要營養(yǎng)物質(zhì)，在培養(yǎng)特殊的微生物時，還需考慮pH值和生長因子、維生素、氨基酸等特殊營養(yǎng)物質(zhì)。

教師呈現(xiàn)資料四：培養(yǎng)基的分類及作用。學(xué)生通過分組討論，得出固體培養(yǎng)基和液體培養(yǎng)基在菌種的分離、鑒定、計數(shù)、菌種保存和微生物擴(kuò)大培養(yǎng)等環(huán)節(jié)中的異同點。

2.2.3 任務(wù)三：獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的關(guān)鍵技術(shù)

首先，教師向?qū)W生呈現(xiàn)課前配置好的MRS培養(yǎng)基，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基表面存在很多菌落。其中，部分菌落與乳酸菌的菌落特征并不符合，出現(xiàn)了雜菌污染現(xiàn)象，學(xué)生進(jìn)而意識到無菌技術(shù)在微生物培養(yǎng)中的重要作用。之后學(xué)生通過閱讀教材及教師給出的相關(guān)資料，自主歸納出消毒和滅菌的異同點。最后由教師帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)微生物實驗室，認(rèn)識并記錄微生物實驗過程中需要用到的基本操作工具和實驗用品，再將材料按照無菌技術(shù)的處理方法進(jìn)行分類記錄（見表2）。

2.3 熱點探討：社會責(zé)任與批判性思維的培養(yǎng)

學(xué)生通過以上教學(xué)環(huán)節(jié)深刻理解到企業(yè)在推廣產(chǎn)品時應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任，以及科學(xué)傳播的重要性。同時，通過對飲品Y事件的討論和分析，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和科學(xué)態(tài)度，幫助學(xué)生在未來的學(xué)習(xí)和生活中能夠理性地看待各種社會問題。

教師介紹L企業(yè)推出自主研發(fā)益生菌菌種的背景和意義，讓學(xué)生分析L企業(yè)在自主研發(fā)過程中面對的的技術(shù)挑戰(zhàn)和突破，并探討益生菌菌種的市場前景及對該企業(yè)的影響。利用所學(xué)知識從多方面對國內(nèi)外飲品進(jìn)行比較，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生思考企業(yè)在推出益生菌產(chǎn)品時應(yīng)承擔(dān)的社會責(zé)任。

3 課程小結(jié)

本次課程使用SSI進(jìn)行教學(xué)，在對議題的探究中，學(xué)生逐漸了解到“微生物培養(yǎng)技術(shù)”在生產(chǎn)產(chǎn)品與解決現(xiàn)實問題中的應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)課堂的講授式教學(xué)，圍繞SSI開展教學(xué)的模式不僅讓學(xué)生學(xué)習(xí)到技術(shù)層面的知識，也引導(dǎo)學(xué)生將知識不斷應(yīng)用于與微生物相關(guān)的新情境中，進(jìn)而發(fā)展問題決策等關(guān)鍵能力。通過對議題中的案例進(jìn)行分析，學(xué)生能夠認(rèn)識到企業(yè)在推廣產(chǎn)品時應(yīng)當(dāng)遵循法律法規(guī)，不能因為競爭和利益而失去科學(xué)性。我國企業(yè)自主研發(fā)的益生菌菌種的案例讓學(xué)生了解到，只有對產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新并拓展市場才能增強(qiáng)企業(yè)的核心競爭力。因此，采用SSI進(jìn)行教學(xué)的模式，有利于學(xué)生發(fā)現(xiàn)并解決實際生活中的問題，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和社會責(zé)任。

參考文獻(xiàn)

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