基于SSI发展生物学学科核心素养的教学探索

摘 要：社会性科学议题教学是发展学生生物学学科核心素养的重要方式。本文以“微生物的培养技术及应用”一课为例，围绕“饮品Y商家的宣传是否属实”这一核心议题展开。学生在议题任务的驱动下主动参与、合作学习，并将科学知识应用于解决其他关联议题，呈现自己的观点，充分体现使用SSI进行教学所期望达到的最终成果。

关键词：社会性科学议题教学；高中生物学；核心素养；微生物

文章编号：1003-7586（2024）06-0014-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

社会性科学议题（Socioscientific Issues，简称SSI）是与科学技术相关的一系列复杂的社会性问题。^［1］围绕SSI开展的教学能够使学生关注并参与到对社会问题的讨论和决策中，成为具有决策能力和社会责任等必备素质的新时代人才。高中生物学的选择性必修模块是在必修模块的基础上，从科学、技术、社会三个维度设置的课程，着重介绍了生物科学技术与人类生存和发展的密切关系，因此适合使用SSI进行教学。本文以“微生物的培养技术及应用”一课为例，尝试使用SSI进行教学探索。

1 核心设计：聚焦社会性科学议题

在教学设计时，教师除了考虑SSI的情境性，还要围绕核心知识和关键能力两个维度进行设计。因此，SSI的选择是基于教材内容进行的。

1.1 提炼课程标准：核心知识与关键能力

根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》中的要求，“微生物的培养技术及应用”的核心知识涵盖“无菌操作技术”、“培养特定微生物所需的特殊培养基”及“微生物的计数和分离纯化的技术”。学生除了需要掌握微生物培养的相关原理和操作过程，还要能够积极思考与生物学有关的社会问题，在解决实际问题的过程中发展关键能力。同时，学生还应在学习生物学知识的过程中了解健康的生活方式，识别伪科学和迷信，从而培养自身的社会责任感。因此，本节课的议题选择与“微生物”有关的食品健康问题和伪科学话题作为探讨内容。

1.2 SSI确立：议题教学价值分析

2021年，某乳酸饮品Y关联公司因以相关诊疗方案为依据直接宣传益生菌（主要是乳酸菌）在新冠病毒防治中的重要作用，使消费者误以为益生菌能防治新冠病毒，因此被行政处罚。

这则新闻是商家对饮品Y中所含乳酸菌功效的虚假宣传，属于伪科学。乳酸菌是否存在此功效？饮品Y中的乳酸菌的含量是否如商家广告所言的丰富？围绕以上问题确立本节课的SSI主线：基于已有的生物学知识，判断饮品Y的商家宣传是否属实。教师通过对议题的探究，引导学生学习微生物培养技术的同时，对社会热点问题进行探讨，并利用科学知识辨别生活中的伪科学，进而形成批判性思维，发展自身核心素养。

1.3 以学生为主体：引领学习的支架设计

SSI课程中的问题主要以某方面知识的议题为主，往往是一类结构不良、开放式的问题，缺少解决问题所需的明确信息。^［2］因此，教师在使用SSI进行教学设计时，需要引导学生推理寻找证据。为了保证教学目标的达成，教师需要围绕议题划分出明确的探究任务，让学生有目的地学习相关知识并对问题进行讨论。基于此，本课程将围绕“议题聚焦”“议题探究”“热点探讨”三个部分展开教学（见图1）。其中的议题聚焦部分，教师需要向学生阐明该议题的背景知识。在议题探究中，学生需要明晰不同学习环节的探究任务。热点探讨部分是对关联议题的应用，该阶段要求学生应用已有的科学知识对SSI进行决策与评价。

2 课堂实践：基于SSI的教学实施

2.1 聚焦SSI：商家对饮品Y的宣传是否属实

首先，教师播放饮品Y的广告视频并呈现其营养成分表，并调查收集学生喜爱该饮品的原因。学生经讨论得出初步结论：饮品Y的蛋白质含量并没有达到普通牛奶的标准，其受欢迎的原因除了口味外，很大程度受到广告宣传的影响——添加了能够帮助肠道活动、维持肠道菌群平衡的乳酸菌。

教师呈现资料一：乳酸菌确实可以产生抗菌肽，抑制某些有害菌种的活性。^［3］通过引导学生分析社会上的一些现象后提出问题：饮品Y中活性乳酸菌的数量和种类是否达到广告宣传的标准？最后，在教师指导下提出SSI：商家对饮品Y的宣传是否属实？

通过广告视频激发学生的学习兴趣，结合生活体验引发学生对饮品Y中的活性乳酸菌进行讨论，从科学技术层面和社会层面提出疑问，培养学生的批判性思维。

2.2 探究SSI：如何对饮品中的活性乳酸菌进行检测

2.2.1 任务一：对饮品Y中乳酸菌的数量和种类进行计数

学生通过交流，明确了通过对饮品Y中的活菌（微生物）的培养观察测定饮品Y中乳酸菌的数量和种类的方法。之后教师通过提问的方式，带领学生回顾“培养液中酵母菌种群数量的变化”实验的相关探究过程，引导学生总结利用血球计数板和显微镜对乳酸菌进行计数的实验方法。最后由教师呈现拍摄的血球计数板中乳酸菌图片，让学生尝试对其进行计数。

教师提问：是否还有其他测量微生物的数量和种类的方式？问题引发学生思考。

教师呈现资料二：不同细菌能够在培养基上形成的不同颜色和形态的菌落。学生阅读图文，理解菌落是鉴定菌种的重要依据，进而明确菌落的定义：单个微生物在培养基表面或内部形成一个肉眼可见的，具有一定形态结构的子细胞群体。

教师呈现资料三：培养基上乳酸菌的菌落图片（见图2）。^［4］通过观察，学生能够发现乳酸菌菌落具有以下特征：菌落边缘区分明显，有凸起，整体呈乳白色，出现明显溶钙环。之后教师向学生说明可以通过平板划线法和稀释涂布平板法获取单菌落，最后总结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，而平板划线法和稀释涂布平板法是分离和纯化微生物的常用方法。

学生关注到真实生活中的议题，自发产生探究的意愿，从而主动探索实验室检测乳酸菌的方法。教师在学生探索的过程中需要进一步说明本节课学习的微生物培养技术以及技术原理。

2.2.2 任务二：培养乳酸菌需要的营养成分

在实验室培养微生物需要配置培养基，教师将文献中MRS培养基的组分列出（见表1），并引导学生以小组为单位合作讨论，结合书本中牛肉膏蛋白胨培养基的营养构成表，总结出培养微生物不仅需要水、碳源、氮源和无机盐等主要营养物质，在培养特殊的微生物时，还需考虑pH值和生长因子、维生素、氨基酸等特殊营养物质。

教师呈现资料四：培养基的分类及作用。学生通过分组讨论，得出固体培养基和液体培养基在菌种的分离、鉴定、计数、菌种保存和微生物扩大培养等环节中的异同点。

2.2.3 任务三：获得纯净的微生物培养物的关键技术

首先，教师向学生呈现课前配置好的MRS培养基，学生能够发现培养基表面存在很多菌落。其中，部分菌落与乳酸菌的菌落特征并不符合，出现了杂菌污染现象，学生进而意识到无菌技术在微生物培养中的重要作用。之后学生通过阅读教材及教师给出的相关资料，自主归纳出消毒和灭菌的异同点。最后由教师带领学生走进微生物实验室，认识并记录微生物实验过程中需要用到的基本操作工具和实验用品，再将材料按照无菌技术的处理方法进行分类记录（见表2）。

2.3 热点探讨：社会责任与批判性思维的培养

学生通过以上教学环节深刻理解到企业在推广产品时应承担的社会责任，以及科学传播的重要性。同时，通过对饮品Y事件的讨论和分析，培养学生的批判性思维和科学态度，帮助学生在未来的学习和生活中能够理性地看待各种社会问题。

教师介绍L企业推出自主研发益生菌菌种的背景和意义，让学生分析L企业在自主研发过程中面对的的技术挑战和突破，并探讨益生菌菌种的市场前景及对该企业的影响。利用所学知识从多方面对国内外饮品进行比较，进而引导学生思考企业在推出益生菌产品时应承担的社会责任。

3 课程小结

本次课程使用SSI进行教学，在对议题的探究中，学生逐渐了解到“微生物培养技术”在生产产品与解决现实问题中的应用。相较于传统课堂的讲授式教学，围绕SSI开展教学的模式不仅让学生学习到技术层面的知识，也引导学生将知识不断应用于与微生物相关的新情境中，进而发展问题决策等关键能力。通过对议题中的案例进行分析，学生能够认识到企业在推广产品时应当遵循法律法规，不能因为竞争和利益而失去科学性。我国企业自主研发的益生菌菌种的案例让学生了解到，只有对产品进行技术创新并拓展市场才能增强企业的核心竞争力。因此，采用SSI进行教学的模式，有利于学生发现并解决实际生活中的问题，进而培养学生的批判性思维和社会责任。

参考文献

［1］ 邴杰，刘恩山.科学教育中实施社会性科学议题教学的策略研究［J］.教育科学研究，2021（1）：67-72.

［2］ 孟献华，李广洲.国外“社会性科学议题”课程及其研究综述［J］.比较教育研究，2010，32（11）：31-36.

［3］ 任璐雅，杨艳艳，章检明，等.乳酸菌抗菌肽（细菌素）抗菌机理的研究进展［J］.中国食品添加剂，2015（1）：143-149.

［4］ 孙禹，马艳，王之超，等.海兰褐蛋鸡盲肠中乳酸菌的分离与鉴定［J］.饲料研究，2023，46（5）：61-64.