高中生物新課標解讀12

2017版《高中生物》新課標解讀(十二)

-------關于“生物技術與工程”模塊的變化與教學建議

說明：

這里所指2017版新《課標》是2018年1月第一版，2018年9月第2次印刷（以下簡

稱新《課標》），屬于最新版本。筆者在認真鉆研新《課標》的基礎上，融入了30多年的高

中生物教學與研究的經驗，對新《課標》進行了深入淺出的分析和解讀，以希望對即將使用

新《課標》地區的高中生物教師，尤其是年輕教師以幫助。

這次解讀花了筆者半年時間的準備，從“修改背景”、“指導思想和基本原則”、“修訂內

容和主要變化”、“性質和理念”、“核心素養和課程目標”、“課程結構”、“大概念”、“分子與

細胞”、“遺傳與進化”、“穩態與調節”、“生物與環境”、“生物技術與工程”、“選修課程”、

“學業質量與評價”、“行為動詞”、“名詞與術語”共16個專題進行解讀，與其他專家的解

讀有較大的不同，參考價值更大。

一．生物技術與工程內容

生物技術與工程內容主要整合了實驗版《生物技術實踐》和《現代生物科技專題》兩個

模塊的內容。其中《生物技術實踐》僅保留了“獲得純凈的微生物培養物，是發酵工程的基

礎”、“發酵工程為人類提供多樣的生物產品”，在表述上這部分內容，新《課標》稱為發酵

工程。去掉了實驗版“酶的應用”、“動植物有效成分的提取”（其中DNA粗提取和PCR擴增

技術整合到基因工程）。

《現代生物科技專題》內容整合了實驗版的大部分內容如“基因工程”、“細胞工程”（實

驗版克隆技術和胚胎工程的整合）、“生物技術的安全性和倫理問題”，去掉“生態工程”（這

部分內容已經整合到選擇性必修模塊2《生物與環境》）；增加了“蛋白質工程”。

本模塊具體內容基本穩定，教學要求的活動內容基本穩定。

對比2017版《高中生物》新課標和2003版實驗課標，本模塊的內容包括發酵工程、細

胞工程、基因工程和生物技術安全與倫理等。生物學知識是生物工程的設計基礎，而生物工

程則應在法律和倫理的約束下，以人類需求為目標進行產品的開發，進而推動生物學的不斷

進步，提高人類生活質量。

本模塊包括 4個較為具體的概念，這些概念既是對必修內容的擴展和應用，又是對生

物工程和技術的認識和理解。實踐的環節是幫助學生達成教學目標的關鍵。這里所涉及的實

驗有的使學生了解基本原理或獲得基本知識，有的偏重于實際應用。教師要充分利用學校的

現有條件，為學生提供實踐的機會。

三、主要變化：

主要變化在于：第一.主要整合實驗版《生物技術實踐》和《現代生物科技專題》兩個

模塊的內容，實驗版的“生態工程”部分整合到選擇性必修的《生物與環境》。第二.內容要

求圍繞大概念進行描述，包括“概念 3 發酵工程利用微生物的特定功能規模化生產對人類

有用的產品”、“概念 4 細胞工程通過細胞水平上的操作，獲得有用的生物體或其產品”、“概

念 5 基因工程賦予生物新的遺傳特性”、“概念 6 生物技術在造福人類社會的同時也可能

帶來安全與倫理問題”四個大概念。每個大概念下又有多個個重要概念，如“概念 3 發酵

工程利用微生物的特定功能規模化生產對人類有用的產品”下有兩個重要概念“獲得純凈

的微生物培養物，是發酵工程的基礎”、“發酵工程為人類提供多樣的生物產品”。每個重要

概念下又有幾個具體概念，如 “獲得純凈的微生物培養物，是發酵工程的基礎”下有“闡

明在發酵工程中滅菌是獲得純凈的微生物培養物的前提”、“闡明無菌技術是在操作過程中，

保持無菌物品與無菌區域不被微生物污染的技術”、“舉例說明通過調整培養基的配方可有目

的地培養某種微生物”、“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”、“概述稀釋涂布平板法和顯微鏡計數法是測定微生物數量的常用方法”。本

模塊共有10個重要概念，30個具體概念。

四、教學建議：

1.高度關注生物學學科核心素養的達成

培養學生生物學學科核心素養是本課程的價值追求，也是課程預期的教學目標。核心素

養所涵蓋的生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四個方面的基本要求，是較以往生物

課程更具有挑戰性的教學要求，需要通過每節課或每項活動來逐步培養形成。教師在制訂每

個單元、每節課（或活動）的教學計劃時，都要全面考慮核心素養任務的針對性落實和有效

完成，同時，根據不同的教學內容，在落實核心素養時其側重點也應該有所不同。

完成本模塊學習后，學生應該能夠達成下列核心素養：

結合生活或生產實例，舉例說出發酵工程、細胞工程和基因工程等生物工程及相關技術

的基本原理（生命觀念）；

針對人類生產或生活的某一需求，在發酵工程、細胞工程、胚胎工程和基因工程中選取

恰當的技術和方法，嘗試提出初步的工程學設計構想，進行簡單設計和制作（生命觀念、科

學探究）；

當面對日常生活或社會熱點話題中與生物技術與工程有關的話題，基于證據運用生物學

基本概念和原理，就生物技術與工程的安全與倫理問題表明自己的觀點并展開討論（科學思

維、社會責任）。

2.組織以探究為特點的主動學習是落實生物學學科核心素養的關鍵。

以探究為特點的教學不僅會直接影響核心素養中“科學思維”“科學探究”的落實，也

會間接影響另外兩個核心素養的達成。因此，生物學教學不僅是教師講解和演示的過程，也

是師生交流、共同發展的互動過程。教師應該提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。重視

信息化環境下的學習。這種有目的、有步驟的學生自主學習活動主要包括對生物及其相關事

物進行觀察、描述、提出問題、查找信息、提出假設、驗證假設、思維判斷、作出解釋，并

能與他人合作和交流等。在此過程中，培養學生的創新精神和實踐能力。

3. 教學設計聚焦大概念，通過大概念的學習，幫助學生形成生命觀念

大概念是處于學科中心位置，對學生學習具有引領作用的基礎知識，在生物學課程中，

大概念包括了對原理、理論等的理解和解釋，是生物學科知識的主干部分。高中生物學課程

選擇性必修課程模塊3《生物技術與工程》是圍繞著四個大概念展開的。

根據2017版《高中生物》新課標要求，為幫助學生達成對選擇性必修課程概念 3 的理

解，促進學生生物學學科核心素養的提升，應開展下列教學活動：⑴通過配制培養基、滅菌、

接種和培養等實驗操作獲得純化的酵母菌落； ⑵分離土壤中分解尿素的細菌，并進行計數；

⑶利用乳酸菌發酵制作酸奶或泡菜；⑷利用酵母菌、醋酸菌分別制作果酒和果醋。

為幫助學生達成對選擇性必修課程概念 4 的理解，促進學生生物學學科核心素養的提升，

應開展下列教學活動：⑴利用植物組織培養技術培育菊花或其他植物幼苗，并進行栽培； ⑵

收集單克隆抗體在臨床上實際應用的資料，并進行交流分享。

幫助學生達成對選修課程概念 5 的理解，促進學生生物學學科核心素養的提升，應開

展下列教學活動：⑴DNA的提取和鑒定；（2）利用聚合酶鏈式反應（ PCR）擴增 DNA 片段

并完成電泳鑒定，或運用軟件進行虛擬 PCR 實驗。

為幫助學生達成對選修課程概念 6 的理解，促進學生生物學學科核心素養的提升，應

開展下列教學活動：⑴搜集文獻資料，就“轉基因食品是否安全”展開辯論； ⑵搜集關于

設計試管嬰兒的資料，并在小組內討論“是否支持設計試管嬰兒” ；⑶搜集歷史上使用生

物武器的資料，并分析其嚴重危害。

4. 加強和完善生物學實驗教學

本模塊要達成對四個大概念的理解需要開展的若干教學活動，實驗教學是生物學課程的

特點，也是生物學教學的基本形式之一，課程內容中教學提示部分所列的教學活動有一部分

就是實驗教學。實驗教學是促成學生達成生物學學科核心素養的重要支持。

本課程標準所說的“實驗教學”是指教師組織學生在生物學實驗室和校園內外開展的

教學活動，既可以是動手、觀察類的實踐活動，也可以是以問題解決為特點的探究活動。教

師需要創新思考力求開好、開齊、開足教材和《課標》規定的實驗。

5 .落實科學、技術和社會相互關系的教育

注重科學、技術和社會相互關系是貫穿本課程的重要主線之一，也是生物學學科核心素

養達成的重要途徑，本課程課標在內容要求和教學提示中多層面、多角度地強調了科學、技

術和社會的相互關系教育的重要性。

在教學中，教師應該注意以下幾方面。

⑴理解科學、技術、水的相互關系，關注和參加與生物科學技術有關的個人與社會問題

的討論和決策，是生物學學科核心素養的重要組成部分，也是培養學生對自熱和社會責任感

的主要途徑。教師應該重視滲透科學、技術、社會相互關系的教育。通過具體事例幫助學生

認識生物學與社會發展的緊密聯系。

⑵科學、技術、社會相互關系的問題涵蓋面很廣，包括全球性的、國家的、地區的科學

技術與社會生活、生產、發展相關的問題。教師要引導學生特別關注我國和學校所在地與學

生現實生活相關的問題，使學生積極思考與生物學有關的社會問題，宣傳生物學知識和健康

的生活方式，識別偽科學和迷信，嘗試參與社會決策，培養學生的社會責任感。生物學教學

還應注意介紹相關的只有現狀和發展趨勢，為學生選擇學習和職業方向奠定必要的基礎。

⑶生物科學技術和社會關系密切，內容豐富。教師應引導學生通過圖書、報刊、音像資

料和網略等了解更多的信息，開展調查、研究、討論和宣傳等活動，理解生物科學技術對社

會發展的作用，同時也了解可能帶來的多方面影響。

6.注意生物科學史和科學本質的學習

科學是一個發展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探究生物世界的道路，理

解科學的本質和科學研究的思路和方法。學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的生物

學學科核心素養是很有意義的。本課程標準中的多處內容都包含科學史的要素，教師應充分

利用這些科學史來開展教學。

高中生物學課程指自然科學課程。學生在學習該課程中不僅要獲得諸如細胞工程、基

因工程、發酵工程等生物學方面的知識和技術。還應該學習一些“關于自然科學的知識”。

在科學教育領域。“關于自然科學的知識”也稱為“科學本質”。高中生物學課程中適合教授

的科學本質內容可以涉及“科學知識可能隨著研究的深入而改變”“科學工作依賴觀察和推

論” “科學工作采用基于實證的范式”“科學是創造性的工作”“科學工作中要高度關注主觀

因素的影響” “理論和定律賦予科學解釋的能力，但兩者不盡相同”以及“學科會受到社

會和文化的影響”等。對科學本質的學習有助于學生建立生物學觀念，了解科學知識產生的

特點，把握自然科學的特點，并以此來辨別現實生活中的科學和非科學，從而促進生物學學

科核心素養的達成。