浅谈在初中生物学教学中如何组织学生开展技术设计活动

吴骅

摘要：针对目前我国初中生物学教育实践中对学生技术素养的培养重视不够，尤其是忽视其有效教学方法的研究和实践的问题，本文提出，我们应加强中学生物学教学中学生技术设计活动的研究和实践，以更好地发挥生物学教育在提高学生全面的科技素养，培养学生解决生产、生活中实际问题的实践能力和创新精神等方面的价值。

本文认为，与按科学探究过程展开的科学探究式教学不同，初中生物学教学中的技术设计活动本质上是一个在教师组织和指导下，学生围绕某个技术课题，按技术设计的过程所展开的学习与实践活动，它既是学生实践过程又是教学过程。

关键词： 初中生物学教学；技术设计活动

中图分类号：G633.91 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2016）06-0269-01

1.问题的提出

当前，随着生命科学与技术的飞速发展，转基因、人体保健等各种相关技术正给人类生产、生活乃至社会发展带来越来越大的影响，因此，近些年国际中、小学科学界教育越来越重视对学生技术素养的培养，这在STS教育（科学--技术--社会）、《美国国家科学教育标准》、STEM课程（指在科学课程中嵌入科学、技术、工程学和数学的内容并强调这些学科之间的关联和应用）等中都有充分体现。

近年来，我国中学生物学教育也越来越重视对学生技术素养的培养，如现行初中生物学课程标准中就设有相关主题，并强调"落实科学、技术、社会相互关系的教育"，北京版教材中设有生物技术的专门章节，其它章节的技术性内容也有所增加。但总地来说，相对于科学知识和科学探究而言，目前我国初中生物学教育实践中对学生技术素养的培养重视得还不够，相关的技术性内容还较少，尤其是忽视其有效教学方法的研究和实践，有不少教师在技术性内容的教学中仍以讲授为主或盲目套用科学探究式教学模式，这一切都极大影响学生技术素养的提高，客观上也是造成我国学生解决生产、生活中实际问题能力普遍较差的重要原因。

实践证明，让学生亲历技术开发、设计、应用等技术实践活动过程是提高其技术素养的最有效途径，而技术设计活动是技术实践活动的核心环节。在教学中按技术设计活动的过程开展技术内容的教学能使学生通过亲身的经历和体验更好地理解和掌握相关的技术性知识、方法、技能，有效提高技术设计能力，更好地认识和运用技术，从而有效提高相关的技术素养，同时也有利于学生加深对相关科学性知识、方法的理解和应用能力，培养学生创新精神和解决实际问题的实践能力。

鉴于此，本人近年来结合自己的教学实践，就"在初中生物学教学中如何组织学生开展技术设计活动"这一课题进行了一些初步探讨，并积累一定的经验，现总结概括如下，以供相关研究和实践参考。

2.主要概念的界定

2.1 技术与科学。"技术是人们根据一定的工艺知识、技术期望、工具仪器设备、能源和材料去进行的社会实践活动"（义务教育科学课程标准2011年版）。

技术与科学既有区别又有联系。

科学是人们认识自然界的实践活动，主要关注对客观世界存在本质和规律的认识，回答"是什么？怎么样？为什么？"的问题，其成果主要是科学概念、原理、理论，其途径主要是以实验、调查为主的科学探究，一般过程是：发现和提出问题--做出假设--设计并完成实验或展开调查--分析实验或调查结果，得出结论--做出推论和讨论等。按此过程展开的教学即科学探究式教学。

技术是人们改造世界的实践活动，主要关注怎么利用、保护和合理地改造世界，满足人类自身的需求和愿望，回答"怎么办"的问题，其成果主要是发明或制造出某种新产品、新作品、新工艺流程或提出解决生产、生活中实际问题的新方法等，其途径是以技术设计、试验为主的技术实践活动。

技术和科学相互联系、影响和交叉。科学理论常可转化为技术原理，促进技术的发展；技术离不开对科学知识的应用；解决生产、生活中实际问题的技术需要又促进科学研究的深入，而技术手段的进步也为科学的发展提供有力的支撑。

3.在初中生物学教学中组织学生开展技术设计活动的步骤、原则与策略

3.1 确定技术课题。结合相关教学内容与生产、生活实际，创设一定的问题情境，引导学生产生怎么设计和制作出某产品、作品或怎么解决生产、生活中某个实际问题的需求和愿望，从而提出相关的技术课题。例如：

【教学案例】制作酸奶

在北京版初中生物教材八年级下册 第十六章生物技术 第一节传统生物技术的应用 中有关发酵技术的教学中，课本中原来安排了【实习】利用乳酸菌发酵制作泡菜，

考虑到制作酸奶更接近大多数学生的实际生活，所以我先组织学生开展了一个"利用乳酸菌发酵制作酸奶的技术设计活动"。

上课一开始，我先向学生展示了自制的酸奶并让他们品尝，还告诉他们酸奶的营养价值和喝酸奶对人体健康的好处（如易于消化、有助于调节肠胃功能等），这时，很多学生提出：怎么自制酸奶？我说，这就是下面咱们要完成得课题。

3.2 展开学习与交流，形成初步设计方案。通过一系列问题和必要的提示，启发和引导学生回忆、学习和应用相关知识、方法、技能，依据一定的科学原理，设计出制作某产品或解决生产、生活中某实际问题的各种方法，形成初步设计方案。

学生要形成初步设计方案，需学习一些新的知识、方法、技能，有时，教师可通过讲解、演示等方式把它们先教给学生；而对于自学能力较强的学生，老师可先做些提示并提供一些学习资源（不应局限于课本），让学生课下围绕课题通过自学、小组合作学习等，边学边用，在学习相关知识、方法、技能的同时直接应用它们设计出解决问题的各种方法，形成初步设计方案，如让学生在自学人体传染病和免疫方面的基本知识的基础上提出防治艾滋病等人类传染病的措施等。在这一过程中，教师可通过交流反馈及时了解学生的问题和困难，并提供针对性的个别指导和资源等方面的帮助。

3.3 实施设计方案。让学生在课上或课下日常学习、生活中按设计方案展开各种实践活动，得出相关成果，最后写出技术报告、总结等。

对有些方案而言这一步很大程度上相当于一个技术方案的试验论证过程（如上述探索制作酸奶的适宜温度等），教师先应结合相关案例先教给学生一些试验的基本原则和方法，如：对照试验、性能试验等，并组织和指导学生设计试验方案，展开相关的试验活动。

在这一步，老师也应提供针对性的个别指导和帮助。

3.4 交流与评价初步成果。过一段时间后，教师让学生个人或小组代表向全班汇报和展示各自方案实施的初步结果、产品等，自评成功和不成功之处；问题、原因、与改进设想；知识、方法、技能、价值观等方面的收获等，然后组织其他学生在这些方面就方案实施的初步成果进行分析评价，提出各自的意见和改进完善的建议，教师做出必要的总结和补充。

3.5 进一步改进、完善与实施设计方案，总结和宣传最终成果。让学生针对产品或问题解决方案实施结果所存在的问题，结合上述老师、同学的建议对设计方案展开进一步的改进完善、实施、汇报交流过程，直至取得较理想的效果，写出最终的技术研究报告和反思总结等。

最后，进行全班总结，并组织学生评出优秀方案、产品等，让学生设计相关和制作相关的宣传材料，通过学校的宣传橱窗、板报、网站等加以宣传和展示。

总之，顺应社会发展的客观要求，国际科学教育和我国中学生物学教育都越来越重视学生技术素养的培养，因此，我们应加强中学生物学教学中学生技术设计活动的研究和实践，以更好地发挥生物学教育在提高学生全面的科技素养、培养学生解决生产、生活中实际问题的实践能力和创新精神等方面的价值。