高中生物遺傳與進化中的STS教育

摘 要: 遺傳進化是高中生物學教學的必修模塊，本文作者以新課程理念為指導，在生物學教學中通過采取課內外結合的方式，在生物學教學中滲透STS教育，促進學生理解生物科學、技術和社會的相互關系，增強學生對自然和社會的責任感，培養學生的生物學科學素養。

關鍵詞: 高中生物 遺傳與進化 STS教育

自20世紀80年代以來，STS的理念和教育模式作為科學教育領域內的一種新的嘗試得到了世界眾多國家的認同，成為世界科學教育改革的一個重要方向。STS是“Science，Technology and Society”(科學、技術和社會)的英文縮寫，是研究科學、技術與社會的相互關系，以及科學技術服務于社會生產、生活及發展的科學教育思想，它要求學生懂得科學知識的應用，知道科學技術與社會之間的相互影響和作用，培養學生關注社會的意識，并能以正確的價值觀和方法解決科技發展所帶來的社會問題。

《普通高中生物課程標準(實驗)》在課程性質部分明確指出:“高中生物課程將在義務教育基礎上，進一步提高學生的生物學素養。尤其是發展學生的科學探究能力，幫助學生理解生物科學、技術和社會的相互關系，增強學生對自然和社會的責任感，促進學生形成正確的世界觀和價值觀。”

“遺傳與進化”是高中生物必修模塊，它是生物學的一個基礎和核心內容，也是生物科學與社會、個人生活關系最密切的領域，在本部分內容里包含遺傳的細胞基礎、分子基礎、遺傳的基本規律、生物的變異、人類遺傳病、生物的進化六部分，該模塊主要從細胞水平和分子水平闡述生命的延續性及生物進化的過程和原因。本文以該模塊為切入點，對STS教育在生物學中的滲透進行探討。

一、系統化生物學知識，在教學中貫穿STS教育

生物具有嚴整的結構，通過代謝表現為生長、繁殖等生命現象，具有應激性，能夠適應并影響環境，因此生物學的基本概念和原理不是孤立的，而是彼此有著一定關聯。在教學中，教師應心中有STS理念，在有意識地引導學生在學習生物學知識、技能的同時，建立起生物科技與社會的教育觀念。

例如:學習細胞分裂知識后，分析細胞分裂中DNA、染色體變化規律，推導DNA與生物的遺傳相關，通過“Avery實驗、噬菌體侵染細菌實驗”證明“DNA是主要的遺傳物質”，繼續追問思考:作為遺傳物質應該具備什么條件?為什么DNA可以作為遺傳物質?通過了解沃森和克里克成功的奧秘引出DNA結構、功能、中心法則這些遺傳學的基本知識，由此引導學生關注:人類基因組計劃、中國超級雜交水稻基因組計劃、親子鑒定、基因診斷與治療、生物技術制藥和研制疫苗、艾滋病病毒的遺傳機理、基因工程、酶工程、發酵工程、蛋白質工程、轉基因食品、害蟲和病原體抗藥性形成、干細胞的應用、克隆技術、人體器官移植、組織培養、朊病毒等，這些都是極好的STS教育素材，教師只要隨心巧用，必可達到良好的STS教育效果。

可遺傳的變異為生物的進化提供選擇的材料，在生存斗爭過程中適者生存，不適者淘汰，有利變異不斷積累和加強，推進了生物的進化，學生沿著達爾文的思路，能了解達爾文的自然選擇學說模型，教師提示學生達爾文進化學說的局限，能激發學生深入探究了解現代生物進化學說。不同的物種之間，生物和環境之間，在相互影響中不斷進化和發展，即共同進化。至此，又很自然地把生物與環境的相關知識水到渠成的聯系起來，在生物與環境里，生物性污染、生物凈化、生物資源合理利用、綠色消費等又是滲透STS教育的良好素材。

以上的知識梳理只是一個示例，在任何一個模塊的學習中，任何一個生物學的基本概念和規律的拓展，均可以作為主線將STS生物學知識框架建構。教師心中應有生物整體的概念，善于從不同角度把STS教育落實于生物教學實踐中。

二、穿插應用生物科學史，滲透STS教育

生物科學史是一部科學發展的歷史，它揭示了人類生命科學的發展規律，蘊含著豐富的STS教育材料。如孟德爾、摩爾根在經典遺傳學上的貢獻、我國首次人工合成結晶牛胰島素和酵母丙氨酸轉運核糖核酸、袁隆平兩系雜交水稻法、DNA雙螺旋結構提出、《寂靜的春天》帶來的環保革命等，生物科學史為我們展示了生物科學事實、概念、原理、方法，以及技術發明的歷史背景、發展歷程、現實應用，對于學生深入了解生物學原理、生物學實驗設計的基本思路、掌握科學研究的一般方法，提供了極好的范例，同時，從生命科學的發展史來看，每一項成就的獲得無一不是生物學家們不斷思考、不斷探索，甚至是不斷失敗后反復實驗而獲得的成功，因此生物科學史在教學中的融合，既有助于學生理解知識和概念，培養科學思維，形成良好的知識結構，理解科學研究方法，掌握生物科學概念原理，又有利于培養學生科學態度和形成正確的價值觀。

例如，“基因的分離定律”可以采用以下教學步驟:(1)問題引導，設疑激趣:簡單解釋“融合遺傳”的觀點，預測孟德爾豌豆雜交實驗F1會是什么樣顏色?實際結果F1紫色，與“融合理論”不符合，怎么解釋?(2)設問:在孟德爾豌豆雜交實驗里為什么F1全是高莖?矮莖消失了嗎?F2為什么會出現3∶1這樣的結果?是偶然的嗎?怎么解釋孟德爾的發現?(3)帶著疑問，引導學生思考孟德爾對該實驗現象的解釋;它與“融合理論”的本質區別是什么?孟德爾的解釋是否合理呢?怎么檢驗它的正確性?(4)介紹“假說—演繹法”，指導學生繪制一對相對性狀的遺傳圖解，理解測交實驗過程，預測測交實驗結果，領悟“假說—演繹法”在科學實驗研究中的價值。(5)師生共同歸納總結孟德爾基因分離定律的實質，并組織模擬性狀分離比實驗，體會模型意義。(6)介紹孟德爾定律在生產實踐上的應用。通過設疑探究模擬孟德爾關于基因分離定律的過程，再現生物學家的實驗設計和操作，讓學生親身體驗和感受科學探究過程，學生能夠較好理解基因的分離定律實質，理解“生物—技術—社會”之間的關系，并對“觀察、發現問題—分析問題、假設—實驗設計、驗證—歸納總結”的一般研究過程有了真實的體驗，實現知識(分離定律)、技能(科學研究方法)目標的達成。

三、情境創設、課堂引導，落實STS教育

建構主義觀點認為:知識是從情境和活動中來的，學習是在真實的活動和社會性的互動里發生的，情境教學是教學研究中的一個重要問題，所謂“情境教學”，就是“從情與境、情與辭、情與理，情與全面發展的辯證關系出發，創設典型的場景，激起兒童熱烈的情緒，把情感活動和認識活動結合起來，所創建的一種教學模式”，即“情境教學”指的是教師人為“創設”的情境中所進行的教學。[1]創設情境的目的或激發學習興趣，或啟迪思維，總的來說是為實現有效的教學服務，因此創設恰當的教學情境，開展STS教育活動，是生物教師的基本素質和能力體現。如學習“性別決定和伴性遺傳”的內容時，我先給學生展示一位男明星和一位女明星的照片，設問:人都是由受精卵發育而來，為什么有的發育成雄性，有點發育成雌性?再講述“色盲的發現”“月亮的女兒”的故事，提問:色盲和白化病的患病人群有什么不同?為什么會出現這樣的情形呢?面對可能出現的不同的遺傳病，如果你是一個遺傳咨詢師，你怎么給一個懷孕的母親進行遺傳咨詢?在這樣創設的提問情境，學生產生了價值取向，注意力集中，認真思考，為相關知識的學習做好了準備。隨著一個個問題的解決，學生較好掌握了知識，同時在假設的情景里應用所學習知識分析問題，解決問題，“科學、技術、社會”的意識也自然地融入在教學活動中。

四、活動延伸，課外拓展STS教育

課堂教學的時間是有限的，因此教師在做好課堂教學的活動的同時，應充分組織學生圍繞與生物學有關的科學、技術及社會問題開展以學生為主體，以實踐性、趣味性為主要特征的活動課，對生物學課堂教予以必要延伸和拓展補充。如舉辦“基因工程和轉基因技術”“克隆技術與人類未來”“人類基因組計劃”等專題講座，進行“生物與人類未來”“環境污染”“健康與生命”“健康與營養”等專題調查，推薦適合中學生的科普讀物，收集報刊雜志上最新科技發展動態，開展閱讀競賽活動，進行小制作、小發明、小實驗等豐富多彩的活動。學生通過活動的參與，能鞏固已學的生物學知識，學和合作與分享，認識體會生物學科學的重要性，養成關注與生物學有關的社會問題的習慣，自覺運用生物學的相關知識解決人類面臨的社會問題。

當今世界，生命科學日新月異，生物工程、克隆技術、轉基因技術、人類基因組計劃的研究在環境保護、醫藥生產和疾病預治等方面發揮巨大作用的背景下，在新課程理念的指導下，生物教學與STS教育相結合，把知識與應用、科技進步與社會發展，價值觀與關注社會的理念融于教學過程中，能使生物教學的內容更趨于完整。教師應立足于社會生活中的實際情況和問題，利用好教材，使學生能夠積極思考，理解生物科學與技術在社會中的作用及反作用，作出判斷和決策，主動學習，尋求當今社會發展中的生物科學、技術運用的最佳方案，培養科學的價值觀，具有對社會問題進行預測、判斷、決策和解決的能力，使生物學科教學真正著眼于每個學生的全面發展和終身發展的需要，真正全面提高學生的生物科學素養。

參考文獻:

[1]陸建身.生物教育展望[M].華東師范大學出版社，2001.

[2]劉恩山，方紅峰，鄭春和主編.生物教學研究與案例[M].高等教育出版社，2006.