基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的“微生物”校本課程設(shè)計

浦佳麗

（江蘇省天一中學(xué) 江蘇無錫 214101）

校本課程作為高中新課程、新教材的重要的組成部分，應(yīng)該要指向核心素養(yǎng)的培育。基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的校本課程應(yīng)該具有哪些取向？如何設(shè)計一個結(jié)合本校特色的校本課程呢？下文以校本課程“釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”為例，產(chǎn)生校本課程設(shè)計的取向及流程。

1 基于生物學(xué)核心素養(yǎng)的校本課程設(shè)計取向

新課程實施的預(yù)設(shè)目標(biāo)是學(xué)生通過課程學(xué)習(xí)逐步形成正確的價值觀、關(guān)鍵能力和必備品格。為了達成這一目標(biāo)，教學(xué)內(nèi)容從以往注重知識點的碎片化的教學(xué)，轉(zhuǎn)向素養(yǎng)導(dǎo)向的整合性教學(xué)。課程的設(shè)計理念應(yīng)表現(xiàn)出素養(yǎng)本位（Competence），其表現(xiàn)出情境取向（Context-oriented）、整合取向（Consolidation-oriented）和創(chuàng)新取向（Creativeness-oriented），簡稱“4C取向”。

1.1 情境取向

課程開發(fā)首先要進行情境分析，包括學(xué)校和社會環(huán)境、學(xué)生的年齡、興趣愛好、能力與需求、學(xué)校課程的現(xiàn)狀、教學(xué)樓與教學(xué)設(shè)備等資源環(huán)境。

筆者所在學(xué)校致力于打造生態(tài)校園，種植有大量枇杷樹，每年四月份有大批枇杷果成熟。枇杷酸甜多汁，但出果期短，鮮果保存較困難，可以考慮以枇杷為原料釀制清香可口的枇杷酒。這一情景可衍生出許多值得探究的問題，如：如何純化枇杷果皮上的酵母菌？如何對菌株進行鑒定？如何用純化的酵母菌釀制枇杷酒？高二選修生物學(xué)的學(xué)生對微生物的純化、培養(yǎng)和傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)已有了一定的理論了解。在此基礎(chǔ)上，教師提出相關(guān)任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生進行問題解決，使得學(xué)生能夠在驅(qū)動性問題的指引下創(chuàng)作真實的作品。

1.2 整合取向

校本課程的優(yōu)勢是結(jié)合本地、本校資源，創(chuàng)設(shè)真實情境。在這個情境中，學(xué)生有機會應(yīng)用和實踐多個學(xué)科的知識和能力，進而發(fā)展素養(yǎng)。“釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”是微生物知識在生產(chǎn)中的應(yīng)用和拓展，且其中不僅包含生物學(xué)概念，還涉及“微生物的純化、培養(yǎng)和鑒定”等技術(shù)手段、“發(fā)酵過程中酵母菌種群數(shù)量變化”等數(shù)學(xué)統(tǒng)計方法、“測定果酒中酒精的含量”等化學(xué)知識，學(xué)生在完成此項目的過程中，需要整合跨學(xué)科知識和能力，才能最終創(chuàng)造出工程學(xué)產(chǎn)品。

1.3 創(chuàng)新取向

校本課程設(shè)計應(yīng)指向創(chuàng)造性人才的培養(yǎng)。“釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”這一校本課程注重將學(xué)科內(nèi)容與生產(chǎn)生活實際緊密聯(lián)系，高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實踐經(jīng)歷，強調(diào)學(xué)生主動參與的過程。通過完成工程學(xué)任務(wù)，學(xué)生積極參與“動手”加“動腦”的活動，加深對生物學(xué)概念的理解，提升應(yīng)用知識的能力，進而能用科學(xué)的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現(xiàn)實生活中的某些問題，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。

2 “釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”項目化學(xué)習(xí)設(shè)計

如何設(shè)計素養(yǎng)本位的校本課程？隨著美國《下一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的頒布與實施，圍繞大概念開展科學(xué)教育成為國際科學(xué)教育的共識。課程應(yīng)聚焦大概念，形成一個相對系統(tǒng)的、具有邏輯和深度的內(nèi)容體系，而不是知識簡單的疊加。

“釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”這一校本課程圍繞“發(fā)酵工程利用微生物的特定功能規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品”這一大概念展開。“大概念”對應(yīng)“大任務(wù)”，本課程大任務(wù)就是“分離、純化和鑒定枇杷果皮或土壤中的酵母菌，并制作枇杷果酒”。此項大任務(wù)可以分解為以下子任務(wù)：①純化酵母菌；②培養(yǎng)酵母菌并進行鑒定；③用純種的酵母菌進行果酒制作；④檢測果酒制作過程中酵母菌數(shù)量的變化、酒精濃度的變化；⑤果酒的品嘗和推介。本課程的設(shè)計流程如圖1所示。

圖1 課程設(shè)計流程圖

2.1 尋找核心知識

項目化學(xué)習(xí)的設(shè)計應(yīng)從學(xué)生需要理解和掌握的核心知識出發(fā)。教師應(yīng)借助課程標(biāo)準(zhǔn)等材料尋找關(guān)鍵概念或能力，確認(rèn)與這些關(guān)鍵概念、能力相關(guān)的一系列基礎(chǔ)知識和技能，以此達到知識與素養(yǎng)兼得的目標(biāo)。對照課程標(biāo)準(zhǔn)，本課程對應(yīng)的關(guān)鍵概念包括：①闡明在發(fā)酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養(yǎng)物的前提；②闡明無菌技術(shù)是在操作過程中，保持無菌物品與無菌區(qū)域不被微生物污染的技術(shù)；③舉例說明通過調(diào)整培養(yǎng)基的配方可有目的地培養(yǎng)某種微生物；④概述平板劃線法和稀釋涂布平板法是實驗室中進行微生物分離和純化的常用方法；⑤概述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；⑥概述蒸餾是提純酒精的常用方法；⑦舉例說明日常生活中的某些食品是運用傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)生產(chǎn)的。

2.2 形成本質(zhì)問題并將其轉(zhuǎn)化為驅(qū)動性問題

項目式學(xué)習(xí)中應(yīng)將指向核心知識的本質(zhì)問題以驅(qū)動性問題的方式表現(xiàn)出來。驅(qū)動性問題應(yīng)適合學(xué)生的年齡段特點，能夠激發(fā)學(xué)生主動投入。在“釀酒酵母的分離、純化、鑒定與應(yīng)用”校本課程中，本質(zhì)問題是“如何利用微生物的特定功能來規(guī)模化生產(chǎn)對人類有用的產(chǎn)品？”，驅(qū)動性問題是“我們?nèi)绾螐蔫凌斯せ蛲寥乐蟹蛛x出酵母菌并利用它來生產(chǎn)特色的枇杷酒呢？”

2.3 澄清項目的高階認(rèn)知策略

項目化學(xué)習(xí)通過高階認(rèn)知帶動低階認(rèn)知，設(shè)計者需要澄清驅(qū)動性問題和學(xué)習(xí)成果中包含的主要的高階認(rèn)知策略類型。在本校本課程中，“我們?nèi)绾螐蔫凌斯せ蛲寥乐蟹蛛x出酵母菌并利用它來生產(chǎn)特色的枇杷酒”作為一個開放性問題，不僅需要學(xué)生搜尋信息，還需要學(xué)生提出設(shè)計思路和實驗方案。解決這個問題首先需要學(xué)生找到有關(guān)“分離”“培養(yǎng)”“鑒定”和“發(fā)酵”的關(guān)鍵信息，包括：這些技術(shù)的理論基礎(chǔ)是什么？如何操作？基于以上信息，學(xué)生通過調(diào)研和決策，最后將理論付諸實踐操作。

2.4 確認(rèn)主要的學(xué)習(xí)實踐

本課程采取了探究性實踐、社會性實踐、技術(shù)性實踐等學(xué)習(xí)實踐形式。課程中，學(xué)生面對真實問題，通過知識關(guān)聯(lián)，進行問題解決。在此過程中，學(xué)生與同伴進行溝通交流，與他人建立彼此相互理解、共同解決問題的社會性聯(lián)系，尊重自己和他人，包容他人的差異與多樣性，積極回應(yīng)他人和社會的需要。

2.5 明確學(xué)習(xí)成果及公開方式

課程設(shè)計者需關(guān)注課程的學(xué)習(xí)成果，包括設(shè)計學(xué)習(xí)成果的要點、最低標(biāo)準(zhǔn)、呈現(xiàn)方式等等。在本課程中，學(xué)生的學(xué)習(xí)成果及公開方式如表1所示。

表1 學(xué)習(xí)成果及公開方式

2.6 設(shè)計覆蓋全過程的評價

設(shè)計者在設(shè)計學(xué)習(xí)成果階段時，就已經(jīng)完成對成果和實踐的初步評價設(shè)計，這是逆向設(shè)計思維的體現(xiàn)。項目化學(xué)習(xí)還要對學(xué)生實踐的整個過程進行評價，比如學(xué)生的態(tài)度、投入程度、主動性等，以引發(fā)更深層次的學(xué)習(xí)和理解。