高中生物新课标解读12

2017版《高中生物》新课标解读(十二)

-------关于“生物技术与工程”模块的变化与教学建议

说明：

这里所指2017版新《课标》是2018年1月第一版，2018年9月第2次印刷（以下简

称新《课标》），属于最新版本。笔者在认真钻研新《课标》的基础上，融入了30多年的高

中生物教学与研究的经验，对新《课标》进行了深入浅出的分析和解读，以希望对即将使用

新《课标》地区的高中生物教师，尤其是年轻教师以帮助。

这次解读花了笔者半年时间的准备，从“修改背景”、“指导思想和基本原则”、“修订内

容和主要变化”、“性质和理念”、“核心素养和课程目标”、“课程结构”、“大概念”、“分子与

细胞”、“遗传与进化”、“稳态与调节”、“生物与环境”、“生物技术与工程”、“选修课程”、

“学业质量与评价”、“行为动词”、“名词与术语”共16个专题进行解读，与其他专家的解

读有较大的不同，参考价值更大。

一．生物技术与工程内容

生物技术与工程内容主要整合了实验版《生物技术实践》和《现代生物科技专题》两个

模块的内容。其中《生物技术实践》仅保留了“获得纯净的微生物培养物，是发酵工程的基

础”、“发酵工程为人类提供多样的生物产品”，在表述上这部分内容，新《课标》称为发酵

工程。去掉了实验版“酶的应用”、“动植物有效成分的提取”（其中DNA粗提取和PCR扩增

技术整合到基因工程）。

《现代生物科技专题》内容整合了实验版的大部分内容如“基因工程”、“细胞工程”（实

验版克隆技术和胚胎工程的整合）、“生物技术的安全性和伦理问题”，去掉“生态工程”（这

部分内容已经整合到选择性必修模块2《生物与环境》）；增加了“蛋白质工程”。

本模块具体内容基本稳定，教学要求的活动内容基本稳定。

对比2017版《高中生物》新课标和2003版实验课标，本模块的内容包括发酵工程、细

胞工程、基因工程和生物技术安全与伦理等。生物学知识是生物工程的设计基础，而生物工

程则应在法律和伦理的约束下，以人类需求为目标进行产品的开发，进而推动生物学的不断

进步，提高人类生活质量。

本模块包括 4个较为具体的概念，这些概念既是对必修内容的扩展和应用，又是对生

物工程和技术的认识和理解。实践的环节是帮助学生达成教学目标的关键。这里所涉及的实

验有的使学生了解基本原理或获得基本知识，有的偏重于实际应用。教师要充分利用学校的

现有条件，为学生提供实践的机会。

三、主要变化：

主要变化在于：第一.主要整合实验版《生物技术实践》和《现代生物科技专题》两个

模块的内容，实验版的“生态工程”部分整合到选择性必修的《生物与环境》。第二.内容要

求围绕大概念进行描述，包括“概念 3 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”、“概念 4 细胞工程通过细胞水平上的操作，获得有用的生物体或其产品”、“概

念 5 基因工程赋予生物新的遗传特性”、“概念 6 生物技术在造福人类社会的同时也可能

带来安全与伦理问题”四个大概念。每个大概念下又有多个个重要概念，如“概念 3 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”下有两个重要概念“获得纯净

的微生物培养物，是发酵工程的基础”、“发酵工程为人类提供多样的生物产品”。每个重要

概念下又有几个具体概念，如 “获得纯净的微生物培养物，是发酵工程的基础”下有“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”、“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”、“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”、“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”、“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”。本

模块共有10个重要概念，30个具体概念。

四、教学建议：

1.高度关注生物学学科核心素养的达成

培养学生生物学学科核心素养是本课程的价值追求，也是课程预期的教学目标。核心素

养所涵盖的生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个方面的基本要求，是较以往生物

课程更具有挑战性的教学要求，需要通过每节课或每项活动来逐步培养形成。教师在制订每

个单元、每节课（或活动）的教学计划时，都要全面考虑核心素养任务的针对性落实和有效

完成，同时，根据不同的教学内容，在落实核心素养时其侧重点也应该有所不同。

完成本模块学习后，学生应该能够达成下列核心素养：

结合生活或生产实例，举例说出发酵工程、细胞工程和基因工程等生物工程及相关技术

的基本原理（生命观念）；

针对人类生产或生活的某一需求，在发酵工程、细胞工程、胚胎工程和基因工程中选取

恰当的技术和方法，尝试提出初步的工程学设计构想，进行简单设计和制作（生命观念、科

学探究）；

当面对日常生活或社会热点话题中与生物技术与工程有关的话题，基于证据运用生物学

基本概念和原理，就生物技术与工程的安全与伦理问题表明自己的观点并展开讨论（科学思

维、社会责任）。

2.组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素养的关键。

以探究为特点的教学不仅会直接影响核心素养中“科学思维”“科学探究”的落实，也

会间接影响另外两个核心素养的达成。因此，生物学教学不仅是教师讲解和演示的过程，也

是师生交流、共同发展的互动过程。教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。重视

信息化环境下的学习。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事

物进行观察、描述、提出问题、查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释，并

能与他人合作和交流等。在此过程中，培养学生的创新精神和实践能力。

3. 教学设计聚焦大概念，通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念

大概念是处于学科中心位置，对学生学习具有引领作用的基础知识，在生物学课程中，

大概念包括了对原理、理论等的理解和解释，是生物学科知识的主干部分。高中生物学课程

选择性必修课程模块3《生物技术与工程》是围绕着四个大概念展开的。

根据2017版《高中生物》新课标要求，为帮助学生达成对选择性必修课程概念 3 的理

解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开展下列教学活动：⑴通过配制培养基、灭菌、

接种和培养等实验操作获得纯化的酵母菌落； ⑵分离土壤中分解尿素的细菌，并进行计数；

⑶利用乳酸菌发酵制作酸奶或泡菜；⑷利用酵母菌、醋酸菌分别制作果酒和果醋。

为帮助学生达成对选择性必修课程概念 4 的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，

应开展下列教学活动：⑴利用植物组织培养技术培育菊花或其他植物幼苗，并进行栽培； ⑵

收集单克隆抗体在临床上实际应用的资料，并进行交流分享。

帮助学生达成对选修课程概念 5 的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应开

展下列教学活动：⑴DNA的提取和鉴定；（2）利用聚合酶链式反应（ PCR）扩增 DNA 片段

并完成电泳鉴定，或运用软件进行虚拟 PCR 实验。

为帮助学生达成对选修课程概念 6 的理解，促进学生生物学学科核心素养的提升，应

开展下列教学活动：⑴搜集文献资料，就“转基因食品是否安全”展开辩论； ⑵搜集关于

设计试管婴儿的资料，并在小组内讨论“是否支持设计试管婴儿” ；⑶搜集历史上使用生

物武器的资料，并分析其严重危害。

4. 加强和完善生物学实验教学

本模块要达成对四个大概念的理解需要开展的若干教学活动，实验教学是生物学课程的

特点，也是生物学教学的基本形式之一，课程内容中教学提示部分所列的教学活动有一部分

就是实验教学。实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支持。

本课程标准所说的“实验教学”是指教师组织学生在生物学实验室和校园内外开展的

教学活动，既可以是动手、观察类的实践活动，也可以是以问题解决为特点的探究活动。教

师需要创新思考力求开好、开齐、开足教材和《课标》规定的实验。

5 .落实科学、技术和社会相互关系的教育

注重科学、技术和社会相互关系是贯穿本课程的重要主线之一，也是生物学学科核心素

养达成的重要途径，本课程课标在内容要求和教学提示中多层面、多角度地强调了科学、技

术和社会的相互关系教育的重要性。

在教学中，教师应该注意以下几方面。

⑴理解科学、技术、水的相互关系，关注和参加与生物科学技术有关的个人与社会问题

的讨论和决策，是生物学学科核心素养的重要组成部分，也是培养学生对自热和社会责任感

的主要途径。教师应该重视渗透科学、技术、社会相互关系的教育。通过具体事例帮助学生

认识生物学与社会发展的紧密联系。

⑵科学、技术、社会相互关系的问题涵盖面很广，包括全球性的、国家的、地区的科学

技术与社会生活、生产、发展相关的问题。教师要引导学生特别关注我国和学校所在地与学

生现实生活相关的问题，使学生积极思考与生物学有关的社会问题，宣传生物学知识和健康

的生活方式，识别伪科学和迷信，尝试参与社会决策，培养学生的社会责任感。生物学教学

还应注意介绍相关的只有现状和发展趋势，为学生选择学习和职业方向奠定必要的基础。

⑶生物科学技术和社会关系密切，内容丰富。教师应引导学生通过图书、报刊、音像资

料和网略等了解更多的信息，开展调查、研究、讨论和宣传等活动，理解生物科学技术对社

会发展的作用，同时也了解可能带来的多方面影响。

6.注意生物科学史和科学本质的学习

科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探究生物世界的道路，理

解科学的本质和科学研究的思路和方法。学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的生物

学学科核心素养是很有意义的。本课程标准中的多处内容都包含科学史的要素，教师应充分

利用这些科学史来开展教学。

高中生物学课程指自然科学课程。学生在学习该课程中不仅要获得诸如细胞工程、基

因工程、发酵工程等生物学方面的知识和技术。还应该学习一些“关于自然科学的知识”。

在科学教育领域。“关于自然科学的知识”也称为“科学本质”。高中生物学课程中适合教授

的科学本质内容可以涉及“科学知识可能随着研究的深入而改变”“科学工作依赖观察和推

论” “科学工作采用基于实证的范式”“科学是创造性的工作”“科学工作中要高度关注主观

因素的影响” “理论和定律赋予科学解释的能力，但两者不尽相同”以及“学科会受到社

会和文化的影响”等。对科学本质的学习有助于学生建立生物学观念，了解科学知识产生的

特点，把握自然科学的特点，并以此来辨别现实生活中的科学和非科学，从而促进生物学学

科核心素养的达成。