淺談在初中生物學教學中如何組織學生開展技術設計活動

吳驊

摘要：針對目前我國初中生物學教育實踐中對學生技術素養的培養重視不夠，尤其是忽視其有效教學方法的研究和實踐的問題，本文提出，我們應加強中學生物學教學中學生技術設計活動的研究和實踐，以更好地發揮生物學教育在提高學生全面的科技素養，培養學生解決生產、生活中實際問題的實踐能力和創新精神等方面的價值。

本文認為，與按科學探究過程展開的科學探究式教學不同，初中生物學教學中的技術設計活動本質上是一個在教師組織和指導下，學生圍繞某個技術課題，按技術設計的過程所展開的學習與實踐活動，它既是學生實踐過程又是教學過程。

關鍵詞： 初中生物學教學；技術設計活動

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B文章編號：1672-1578（2016）06-0269-01

1.問題的提出

當前，隨著生命科學與技術的飛速發展，轉基因、人體保健等各種相關技術正給人類生產、生活乃至社會發展帶來越來越大的影響，因此，近些年國際中、小學科學界教育越來越重視對學生技術素養的培養，這在STS教育（科學--技術--社會）、《美國國家科學教育標準》、STEM課程（指在科學課程中嵌入科學、技術、工程學和數學的內容并強調這些學科之間的關聯和應用）等中都有充分體現。

近年來，我國中學生物學教育也越來越重視對學生技術素養的培養，如現行初中生物學課程標準中就設有相關主題，并強調"落實科學、技術、社會相互關系的教育"，北京版教材中設有生物技術的專門章節，其它章節的技術性內容也有所增加。但總地來說，相對于科學知識和科學探究而言，目前我國初中生物學教育實踐中對學生技術素養的培養重視得還不夠，相關的技術性內容還較少，尤其是忽視其有效教學方法的研究和實踐，有不少教師在技術性內容的教學中仍以講授為主或盲目套用科學探究式教學模式，這一切都極大影響學生技術素養的提高，客觀上也是造成我國學生解決生產、生活中實際問題能力普遍較差的重要原因。

實踐證明，讓學生親歷技術開發、設計、應用等技術實踐活動過程是提高其技術素養的最有效途徑，而技術設計活動是技術實踐活動的核心環節。在教學中按技術設計活動的過程開展技術內容的教學能使學生通過親身的經歷和體驗更好地理解和掌握相關的技術性知識、方法、技能，有效提高技術設計能力，更好地認識和運用技術，從而有效提高相關的技術素養，同時也有利于學生加深對相關科學性知識、方法的理解和應用能力，培養學生創新精神和解決實際問題的實踐能力。

鑒于此，本人近年來結合自己的教學實踐，就"在初中生物學教學中如何組織學生開展技術設計活動"這一課題進行了一些初步探討，并積累一定的經驗，現總結概括如下，以供相關研究和實踐參考。

2.主要概念的界定

2.1 技術與科學。"技術是人們根據一定的工藝知識、技術期望、工具儀器設備、能源和材料去進行的社會實踐活動"（義務教育科學課程標準2011年版）。

技術與科學既有區別又有聯系。

科學是人們認識自然界的實踐活動，主要關注對客觀世界存在本質和規律的認識，回答"是什么？怎么樣？為什么？"的問題，其成果主要是科學概念、原理、理論，其途徑主要是以實驗、調查為主的科學探究，一般過程是：發現和提出問題--做出假設--設計并完成實驗或展開調查--分析實驗或調查結果，得出結論--做出推論和討論等。按此過程展開的教學即科學探究式教學。

技術是人們改造世界的實踐活動，主要關注怎么利用、保護和合理地改造世界，滿足人類自身的需求和愿望，回答"怎么辦"的問題，其成果主要是發明或制造出某種新產品、新作品、新工藝流程或提出解決生產、生活中實際問題的新方法等，其途徑是以技術設計、試驗為主的技術實踐活動。

技術和科學相互聯系、影響和交叉。科學理論常可轉化為技術原理，促進技術的發展；技術離不開對科學知識的應用；解決生產、生活中實際問題的技術需要又促進科學研究的深入，而技術手段的進步也為科學的發展提供有力的支撐。

3.在初中生物學教學中組織學生開展技術設計活動的步驟、原則與策略

3.1 確定技術課題。結合相關教學內容與生產、生活實際，創設一定的問題情境，引導學生產生怎么設計和制作出某產品、作品或怎么解決生產、生活中某個實際問題的需求和愿望，從而提出相關的技術課題。例如：

【教學案例】制作酸奶

在北京版初中生物教材八年級下冊 第十六章生物技術 第一節傳統生物技術的應用 中有關發酵技術的教學中，課本中原來安排了【實習】利用乳酸菌發酵制作泡菜，

考慮到制作酸奶更接近大多數學生的實際生活，所以我先組織學生開展了一個"利用乳酸菌發酵制作酸奶的技術設計活動"。

上課一開始，我先向學生展示了自制的酸奶并讓他們品嘗，還告訴他們酸奶的營養價值和喝酸奶對人體健康的好處（如易于消化、有助于調節腸胃功能等），這時，很多學生提出：怎么自制酸奶？我說，這就是下面咱們要完成得課題。

3.2 展開學習與交流，形成初步設計方案。通過一系列問題和必要的提示，啟發和引導學生回憶、學習和應用相關知識、方法、技能，依據一定的科學原理，設計出制作某產品或解決生產、生活中某實際問題的各種方法，形成初步設計方案。

學生要形成初步設計方案，需學習一些新的知識、方法、技能，有時，教師可通過講解、演示等方式把它們先教給學生；而對于自學能力較強的學生，老師可先做些提示并提供一些學習資源（不應局限于課本），讓學生課下圍繞課題通過自學、小組合作學習等，邊學邊用，在學習相關知識、方法、技能的同時直接應用它們設計出解決問題的各種方法，形成初步設計方案，如讓學生在自學人體傳染病和免疫方面的基本知識的基礎上提出防治艾滋病等人類傳染病的措施等。在這一過程中，教師可通過交流反饋及時了解學生的問題和困難，并提供針對性的個別指導和資源等方面的幫助。

3.3 實施設計方案。讓學生在課上或課下日常學習、生活中按設計方案展開各種實踐活動，得出相關成果，最后寫出技術報告、總結等。

對有些方案而言這一步很大程度上相當于一個技術方案的試驗論證過程（如上述探索制作酸奶的適宜溫度等），教師先應結合相關案例先教給學生一些試驗的基本原則和方法，如：對照試驗、性能試驗等，并組織和指導學生設計試驗方案，展開相關的試驗活動。

在這一步，老師也應提供針對性的個別指導和幫助。

3.4 交流與評價初步成果。過一段時間后，教師讓學生個人或小組代表向全班匯報和展示各自方案實施的初步結果、產品等，自評成功和不成功之處；問題、原因、與改進設想；知識、方法、技能、價值觀等方面的收獲等，然后組織其他學生在這些方面就方案實施的初步成果進行分析評價，提出各自的意見和改進完善的建議，教師做出必要的總結和補充。

3.5 進一步改進、完善與實施設計方案，總結和宣傳最終成果。讓學生針對產品或問題解決方案實施結果所存在的問題，結合上述老師、同學的建議對設計方案展開進一步的改進完善、實施、匯報交流過程，直至取得較理想的效果，寫出最終的技術研究報告和反思總結等。

最后，進行全班總結，并組織學生評出優秀方案、產品等，讓學生設計相關和制作相關的宣傳材料，通過學校的宣傳櫥窗、板報、網站等加以宣傳和展示。

總之，順應社會發展的客觀要求，國際科學教育和我國中學生物學教育都越來越重視學生技術素養的培養，因此，我們應加強中學生物學教學中學生技術設計活動的研究和實踐，以更好地發揮生物學教育在提高學生全面的科技素養、培養學生解決生產、生活中實際問題的實踐能力和創新精神等方面的價值。