利用STS課程資源進(jìn)行高中生物 A-STEM課程的設(shè)計(jì)

廖昱泓

【摘 要】本文以微生物課程為例，根據(jù)A-STEM理念，說(shuō)明了利用STS課程資源開(kāi)展高中生物A-STEM課程的設(shè)計(jì)思路：學(xué)科原理工程化重構(gòu)融合、從STS現(xiàn)實(shí)情境中體悟?qū)W科知識(shí)、根據(jù)學(xué)科知識(shí)開(kāi)放式地解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】STS;A-STEM;高中生物;課程設(shè)計(jì)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G63? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【論文編號(hào)】1671-7384（2019）07、08-013-03

隨著生命科學(xué)的飛速發(fā)展，現(xiàn)行高中生物教材也與時(shí)俱進(jìn)，分子與細(xì)胞、遺傳與進(jìn)化、穩(wěn)態(tài)與環(huán)境、生物技術(shù)實(shí)踐、現(xiàn)代生物科技等內(nèi)容深?yuàn)W抽象，反映生物科學(xué)和技術(shù)的新進(jìn)展，貼近社會(huì)實(shí)際。高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)也提倡“注重與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系”“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”“滲透STS教育”（探討和揭示科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)三者之間的復(fù)雜關(guān)系，研究科學(xué)、技術(shù)對(duì)社會(huì)產(chǎn)生的正負(fù)效應(yīng)。其目的是要改變科學(xué)和技術(shù)分離，科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)脫節(jié)的狀態(tài)，使科學(xué)、技術(shù)更好地造福于人類(lèi)）。新課標(biāo)下的高考試題也是緊密聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，貼近生活，將學(xué)科新的研究成果融入情境。[1]

然而在高考的壓力下，學(xué)生主要圍繞學(xué)科考試內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)于生物的學(xué)習(xí)大多滿足于把書(shū)本上的知識(shí)記住，然后再進(jìn)行題海戰(zhàn)術(shù)，應(yīng)付考試。對(duì)教材知識(shí)的理解，大多是抽象的，很少關(guān)注這些生物學(xué)知識(shí)在實(shí)踐中的應(yīng)用。如何在高考的現(xiàn)實(shí)壓力之下，讓學(xué)生感受到學(xué)習(xí)生物學(xué)的樂(lè)趣，并且能緊密聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，在現(xiàn)實(shí)生活的背景中學(xué)習(xí)生物學(xué)，就十分有意義。根據(jù)A-STEM課程理念，筆者利用 STS課程資源進(jìn)行高中生物A-STEM課程設(shè)計(jì)，下面以微生物課程為例具體說(shuō)明。

A-STEM課程設(shè)計(jì)思路

1.學(xué)科知識(shí)工程化重構(gòu)融合

生物學(xué)是為人類(lèi)服務(wù)的工程學(xué)，根據(jù)工程學(xué)的應(yīng)用，立足國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)有教材內(nèi)容進(jìn)行重構(gòu)，打亂模塊順序，將高中生物不同模塊相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)，重新組合為“微生物課程”“遺傳和基因課程”“細(xì)胞課程”“胚胎課程”“生態(tài)環(huán)境課程”五類(lèi)。例如，在微生物課程中，我們?nèi)诤狭吮匦藜斑x修中不同章節(jié)的內(nèi)容，將這些內(nèi)容融合在微生物工程的具體應(yīng)用流程中，讓學(xué)科原理在具體的工程應(yīng)用中體現(xiàn)，促進(jìn)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際。[2]

2.從STS現(xiàn)實(shí)情境中體悟?qū)W科知識(shí)

利用現(xiàn)實(shí)中工程化的生產(chǎn)應(yīng)用情境，通過(guò)學(xué)生的親身參觀調(diào)查，或利用多媒體技術(shù)再現(xiàn)工程化的生產(chǎn)應(yīng)用情境，來(lái)體悟?qū)W科知識(shí)。將真實(shí)的現(xiàn)實(shí)生活情境與學(xué)科內(nèi)容相融合，將學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，理論聯(lián)系實(shí)際，融入社會(huì)應(yīng)用的實(shí)例中。

例如，在微生物課程中，學(xué)生對(duì)于微生物相關(guān)知識(shí)，看不見(jiàn)摸不著，感覺(jué)內(nèi)容細(xì)微而深?yuàn)W。條件好的學(xué)?？梢栽陲@微鏡下看看酵母，條件不好的學(xué)校學(xué)生根本不知酵母長(zhǎng)什么樣。對(duì)于微生物培養(yǎng)、發(fā)酵等知識(shí)，限于條件，很多高中學(xué)校也很難開(kāi)設(shè)。學(xué)生通常只是通過(guò)書(shū)本的文字和圖片，通過(guò)教師歸納出流程圖，進(jìn)行理解和記憶。學(xué)生學(xué)起來(lái)難于理解且很難將這些知識(shí)上升到一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。

我們嘗試從STS現(xiàn)實(shí)情境中體悟?qū)W科知識(shí)，讓學(xué)生通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)參觀調(diào)查啤酒公司，現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)生產(chǎn)工藝，引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)有關(guān)生物學(xué)知識(shí)的實(shí)踐應(yīng)用。在參觀結(jié)束之后將這些知識(shí)點(diǎn)用思維導(dǎo)圖的方法，把它們列出來(lái)，這些知識(shí)點(diǎn)涵蓋了必修和選修與微生物發(fā)酵這個(gè)現(xiàn)實(shí)情境相關(guān)的各個(gè)考點(diǎn)。這樣不僅提升了學(xué)生的興趣，而且在實(shí)踐過(guò)程中，自覺(jué)地把間接的理論知識(shí)與直接的感受和體驗(yàn)結(jié)合起來(lái)，加強(qiáng)了學(xué)生與生活、社會(huì)的聯(lián)系，進(jìn)一步拓展了學(xué)生的思維。[3]

3.根據(jù)學(xué)科知識(shí)開(kāi)放式地解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

A-STEM課程理念，著力培養(yǎng)人文精神引領(lǐng)下的學(xué)生發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)造性解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的實(shí)踐能力與核心素養(yǎng)。生物學(xué)是一門(mén)應(yīng)用學(xué)科，最終目的也是為了解決人類(lèi)現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)際問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是本學(xué)科非常重要的組成部分，關(guān)系著學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成，知識(shí)體系的構(gòu)建，創(chuàng)新思維的激發(fā)和探索精神的訓(xùn)練。我們注重學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的引發(fā)與課程情感價(jià)值意義的挖掘，以學(xué)生的自身學(xué)習(xí)體驗(yàn)、個(gè)性特點(diǎn)為本，解決學(xué)生自身發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)問(wèn)題。立足于教材中的知識(shí)原理，設(shè)定了開(kāi)放性的課程框架，明確需要解決的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，根據(jù)每位學(xué)生自身的特點(diǎn)，在條件允許的范圍之內(nèi)，不限實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所、材料、器材，突出學(xué)生自身的體驗(yàn)，教師少干預(yù)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)體的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累，只是在學(xué)生提出問(wèn)題時(shí)加以引導(dǎo)，開(kāi)放式地引導(dǎo)學(xué)生解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。[4]

例如，在微生物實(shí)驗(yàn)探究中，高中生物選擇性必修《生物技術(shù)與實(shí)踐》中“果酒的制作”內(nèi)容，我們進(jìn)行了開(kāi)放式的實(shí)驗(yàn)探究。結(jié)合生活實(shí)際，選用廚房用具，不定實(shí)驗(yàn)材料，結(jié)合課本的原理，參考課本的方法制作果酒。實(shí)驗(yàn)只強(qiáng)調(diào)了原理，對(duì)于其他細(xì)節(jié)沒(méi)有做過(guò)多要求，因此出現(xiàn)了學(xué)生各式各樣的作品。如學(xué)生的材料不盡相同，有用草莓的，有用桑椹、獼猴桃、檸檬的，還有不同顏色的葡萄，有青的，有紅的;材料的處理也不盡相同，有榨汁的，有不榨汁的。學(xué)生在制作觀察過(guò)程中自已提出了很多問(wèn)題，并解決了這些問(wèn)題。如為什么制作葡萄酒時(shí)，不要另外加酵母？因?yàn)槠咸驯砻婧写罅康囊吧湍妇槭裁次唇?jīng)殺菌，但也可以喝？因?yàn)樵谌毖鹾统仕嵝院凭陌l(fā)酵液中，酵母菌能生存，其他雜菌不適應(yīng)環(huán)境而被抑制。為什么我做的葡萄酒顏色那么淺，他做的葡萄酒顏色那么深？原來(lái)我用的是顏色淺的提子或者是去皮的葡萄，所以顏色較淺。為什么我的檸檬果酒沒(méi)動(dòng)靜？因?yàn)闄幟屎咸烟巧?，另外檸檬表面含有的酵母菌少。根?jù)問(wèn)題的分析，學(xué)生主動(dòng)從酵母菌多的培養(yǎng)瓶中接種過(guò)來(lái)，促進(jìn)了實(shí)驗(yàn)的順利完成。有學(xué)生嫌排氣時(shí)麻煩，創(chuàng)造性地在瓶口套個(gè)氣球收集氣體。通過(guò)這些開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生自已去發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題。

從課本中學(xué)習(xí)了泡菜的制作原理之后，學(xué)生不但做了泡菜，知道了泡菜的制作原理是乳酸菌發(fā)酵，還制作了酸奶。有學(xué)生為了解決家中早餐經(jīng)常出現(xiàn)打的豆?jié){過(guò)量喝不完的情況，創(chuàng)造性地用豆?jié){發(fā)酵做成了酸“豆奶”，口感和牛奶發(fā)酵的酸奶沒(méi)有區(qū)別，成功地解決了困擾他家的豆?jié){過(guò)量問(wèn)題。

實(shí)踐小結(jié)

利用STS課程資源開(kāi)展高中生物A-STEM課程實(shí)踐，其實(shí)就是將教材的知識(shí)原理從生產(chǎn)實(shí)踐中來(lái)，再將它們重新應(yīng)用到解決實(shí)踐問(wèn)題中去。在這個(gè)過(guò)程中堅(jiān)持人文引領(lǐng)，以人為本，將抽象的知識(shí)形象化，讓學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)踐，增強(qiáng)了學(xué)生的應(yīng)用能力、理解力及知識(shí)遷移能力。學(xué)生對(duì)生命的形成有了更深刻的理解。

此外，學(xué)生的學(xué)習(xí)更加熱情、主動(dòng)，開(kāi)始關(guān)注報(bào)刊、雜志等媒體報(bào)道的生物科技資訊，并在課堂中進(jìn)行大膽交流，探究生命現(xiàn)象和規(guī)律，關(guān)注、參與、討論、解釋生物學(xué)社會(huì)議題，判別真?zhèn)?自覺(jué)宣傳健康生活、珍愛(ài)自然與生命等科學(xué)知識(shí)，提升了學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究精神，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)以致用的社會(huì)責(zé)任感。