张巍波 _ 北京大学附属中学
STSE理论包含科学、技术、社会、环境四个核心要素，该理论主张在教授科学知识的同时，关注科学与技术发展、社会生活和自然环境的紧密联系。STSE教学多以渗透形式进行，造成不少教师或仅将STSE教学资源视为引入知识技能教学的情境片段，或形成彼此孤立的“拼盘”教育，或在教学资源的选择上对社会与环境要素的理解局限且浅表化，导致学生难以对科技与人文的关系进行系统化的深度思考并承担行动责任，无法充分实现育人价值。为了解决上述问题，将STSE元素与联合国可持续发展目标结合进行整体单元教学设计，以提高学生解决真实且重要问题的能力和责任意识，高质量实现教学的育人价值。本文以微生物实验校本选修课程教学设计为例，对基于生活化探究实验的高中生物STSE教学模式进行介绍。
首先，定位微生物实验，开发STSE教学资源。
生物学科是一门基于实证的自然科学，具有很强的实验属性。由于高中生物必修课程和选择性必修课程需完成对生物学从大概念、核心概念到重要概念和次级概念的层层搭建和统整，实验教学课时较少，其中，必修课程中的实验类课时最少，导致不少学生的科学思维和科学探究能力发展不足，无法适应当前的学科素养培养要求。因此，应充分利用校本课程灵活自主的特点，开展基于生活化探究的生物大实验教学，通过体验科学探究解决真实问题的全过程，促进学生正确认识生物学科的科学本质，充分体现生物学科的实验性、思想性和交叉性。
以微生物实验为主题开发校本课程具有实操条件较充分和STSE资源丰富的优势。一方面，以细菌的培养、分离、鉴定为代表的微生物（细菌）实验具有培养时间短、硬件要求低、花费低等实操优势。与分子实验、细胞实验和动物实验等相比，微生物实验较易在普通高中落地开展。人教版教材在选择性必修3《发酵工程》中设计了“制作传统发酵食品”“酵母菌的纯培养”“土壤中分解尿素的细菌的分离与计数”三个微生物探究实验，让学生在实践中理解微生物实验的基本原则和技术，但存在主题分散琐碎以及探究的开放性、连续性和综合性不足的问题。因此，有必要利用校本课程平台对微生物探究实验进行重构、优化。另一方面，微生物主题蕴含丰富的STSE元素：一是种类多样、分布广泛的微生物深刻影响和改变了人类社会和自然环境；
二是针对微生物的学术研究成果丰硕，传统与现代的微生物及交叉技术广泛应用于工业、农业、医药等领域；
三是可充分利用本地自然、人文、科教资源，因地制宜。校园、师生、动植物均可以是微生物的获取来源。
综上，基于学生发展需求，开发了微生物实验实践校本课程，在突出生物学的实验性的同时，强调科学与技术、社会、环境的紧密联系，体现生物学科的思想性、交叉性，将科学与人文不可割裂的关系充分外显。
其次，结合联合国可持续发展目标，确定指向核心素养的课程教学策略。
一是指向核心素养，制定课程教学目标。结合课程定位及学生学情和发展需求，从培养生物学核心素养的角度出发制定教学目标：1.基于探究实验结果和文献证据，运用结构功能观阐释微生物在个体和整体层面协调一致的适应环境的生命活动；
运用进化适应观阐释微生物的多样性和适应性；
运用系统观阐述微生物在生态循环中的作用。2.运用论证推理、模型与建模等科学思维工具，完成实验探究和项目实践，说明微生物对科学、技术、社会、环境及其相互关系的影响。3.在理解基本原理的前提下，合理运用微生物实验技术，自主设计方案并通过实验实践解决真实的生活化问题。4.形成可持续发展的理念并积极参与社区行动，能够提出符合可持续发展目标的合理化建议。
二是结合联合国2035可持续发展目标，设计单元主题教学。以微生物领域对社会和环境的影响范畴为分类依据，梳理不同类别的微生物与实现联合国2035可持续发展目标的关联程度，从中提炼出医学、环境、农业、食品、能源五大微生物单元主题。在单元主题的引领下，让学生挑选次级主题并分组，再结合课程目标和STSE四要素提炼核心问题。这样的教学主题设计既能让学生感受微生物界丰富的生物多样性，理解微生物对人类社会和自然环境的影响，也能通过实例培养辩证思维。同时也要注意到，五大主题彼此存在交叉渗透。比如，环境微生物可以有医学、农业、食品和能源领域的应用；
医学、能源、农业、食品微生物也通过参与生态循环影响环境。
以基于生活化探究的医学微生物实验实践单元教学设计为例。依据深度学习实践模型，本课程的单元教学设计应以素养导向的目标为引领，贯穿递进的真实情境问题，以大探究实验为核心任务，以文献调查或实践活动为单元作业，以持续性多元评价方式指导素养进阶。
学生对与自己生活相关的问题有强烈的探究动机，如自己哪部分皮肤的微生物数量和种类最多、口腔里是否有微生物，以及平时常用的消毒剂是否有效等。基于问题开展的探究实验相对简单且现象突出，因此，在医学微生物主题中，以“观察人体皮肤和口腔中的微生物”和“比较家用消毒剂对不同细菌的抑菌效果”为题设计了生活化探究实验。在实践中，学生不仅能了解具体的微生物学知识，掌握基本实验操作技能，更能领悟相关生命观念，依据实验和文献数据等事实论证结论，从而锻炼科学思维能力，在合作交流和项目策划实施中提升实践探究能力，以所学指导生活。
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