基于生物学核心素养的“微生物”校本课程设计

浦佳丽

（江苏省天一中学 江苏无锡 214101）

校本课程作为高中新课程、新教材的重要的组成部分，应该要指向核心素养的培育。基于生物学核心素养的校本课程应该具有哪些取向？如何设计一个结合本校特色的校本课程呢？下文以校本课程“酿酒酵母的分离、纯化、鉴定与应用”为例，产生校本课程设计的取向及流程。

新课程实施的预设目标是学生通过课程学习逐步形成正确的价值观、关键能力和必备品格。为了达成这一目标，教学内容从以往注重知识点的碎片化的教学，转向素养导向的整合性教学。课程的设计理念应表现出素养本位（Competence），其表现出情境取向（Context-oriented）、整合取向（Consolidation-oriented）和创新取向（Creativeness-oriented），简称“4C取向”。

1.1 情境取向

课程开发首先要进行情境分析，包括学校和社会环境、学生的年龄、兴趣爱好、能力与需求、学校课程的现状、教学楼与教学设备等资源环境。

笔者所在学校致力于打造生态校园，种植有大量枇杷树，每年四月份有大批枇杷果成熟。枇杷酸甜多汁，但出果期短，鲜果保存较困难，可以考虑以枇杷为原料酿制清香可口的枇杷酒。这一情景可衍生出许多值得探究的问题，如：如何纯化枇杷果皮上的酵母菌？如何对菌株进行鉴定？如何用纯化的酵母菌酿制枇杷酒？高二选修生物学的学生对微生物的纯化、培养和传统发酵技术已有了一定的理论了解。在此基础上，教师提出相关任务，引导学生进行问题解决，使得学生能够在驱动性问题的指引下创作真实的作品。

1.2 整合取向

校本课程的优势是结合本地、本校资源，创设真实情境。在这个情境中，学生有机会应用和实践多个学科的知识和能力，进而发展素养。“酿酒酵母的分离、纯化、鉴定与应用”是微生物知识在生产中的应用和拓展，且其中不仅包含生物学概念，还涉及“微生物的纯化、培养和鉴定”等技术手段、“发酵过程中酵母菌种群数量变化”等数学统计方法、“测定果酒中酒精的含量”等化学知识，学生在完成此项目的过程中，需要整合跨学科知识和能力，才能最终创造出工程学产品。

1.3 创新取向

校本课程设计应指向创造性人才的培养。“酿酒酵母的分离、纯化、鉴定与应用”这一校本课程注重将学科内容与生产生活实际紧密联系，高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生主动参与的过程。通过完成工程学任务，学生积极参与“动手”加“动脑”的活动，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，进而能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题，培养创新精神。

如何设计素养本位的校本课程？随着美国《下一代科学课程标准》的颁布与实施，围绕大概念开展科学教育成为国际科学教育的共识。课程应聚焦大概念，形成一个相对系统的、具有逻辑和深度的内容体系，而不是知识简单的叠加。

“酿酒酵母的分离、纯化、鉴定与应用”这一校本课程围绕“发酵工程利用微生物的特定功能规模化生产对人类有用的产品”这一大概念展开。“大概念”对应“大任务”，本课程大任务就是“分离、纯化和鉴定枇杷果皮或土壤中的酵母菌，并制作枇杷果酒”。此项大任务可以分解为以下子任务：①纯化酵母菌；
②培养酵母菌并进行鉴定；
③用纯种的酵母菌进行果酒制作；
④检测果酒制作过程中酵母菌数量的变化、酒精浓度的变化；
⑤果酒的品尝和推介。本课程的设计流程如图1所示。

图1 课程设计流程图

2.1 寻找核心知识

项目化学习的设计应从学生需要理解和掌握的核心知识出发。教师应借助课程标准等材料寻找关键概念或能力，确认与这些关键概念、能力相关的一系列基础知识和技能，以此达到知识与素养兼得的目标。对照课程标准，本课程对应的关键概念包括：①阐明在发酵工程中灭菌是获得纯净的微生物培养物的前提；
②阐明无菌技术是在操作过程中，保持无菌物品与无菌区域不被微生物污染的技术；
③举例说明通过调整培养基的配方可有目的地培养某种微生物；
④概述平板划线法和稀释涂布平板法是实验室中进行微生物分离和纯化的常用方法；
⑤概述稀释涂布平板法和显微镜计数法是测定微生物数量的常用方法；
⑥概述蒸馏是提纯酒精的常用方法；
⑦举例说明日常生活中的某些食品是运用传统发酵技术生产的。

2.2 形成本质问题并将其转化为驱动性问题

项目式学习中应将指向核心知识的本质问题以驱动性问题的方式表现出来。驱动性问题应适合学生的年龄段特点，能够激发学生主动投入。在“酿酒酵母的分离、纯化、鉴定与应用”校本课程中，本质问题是“如何利用微生物的特定功能来规模化生产对人类有用的产品？”，驱动性问题是“我们如何从枇杷果皮或土壤中分离出酵母菌并利用它来生产特色的枇杷酒呢？”

2.3 澄清项目的高阶认知策略

项目化学习通过高阶认知带动低阶认知，设计者需要澄清驱动性问题和学习成果中包含的主要的高阶认知策略类型。在本校本课程中，“我们如何从枇杷果皮或土壤中分离出酵母菌并利用它来生产特色的枇杷酒”作为一个开放性问题，不仅需要学生搜寻信息，还需要学生提出设计思路和实验方案。解决这个问题首先需要学生找到有关“分离”“培养”“鉴定”和“发酵”的关键信息，包括：这些技术的理论基础是什么？如何操作？基于以上信息，学生通过调研和决策，最后将理论付诸实践操作。

2.4 确认主要的学习实践

本课程采取了探究性实践、社会性实践、技术性实践等学习实践形式。课程中，学生面对真实问题，通过知识关联，进行问题解决。在此过程中，学生与同伴进行沟通交流，与他人建立彼此相互理解、共同解决问题的社会性联系，尊重自己和他人，包容他人的差异与多样性，积极回应他人和社会的需要。

2.5 明确学习成果及公开方式

课程设计者需关注课程的学习成果，包括设计学习成果的要点、最低标准、呈现方式等等。在本课程中，学生的学习成果及公开方式如表1所示。

表1 学习成果及公开方式

2.6 设计覆盖全过程的评价

设计者在设计学习成果阶段时，就已经完成对成果和实践的初步评价设计，这是逆向设计思维的体现。项目化学习还要对学生实践的整个过程进行评价，比如学生的态度、投入程度、主动性等，以引发更深层次的学习和理解。

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