2019年版人教版生物學教科書中與時俱進的“科學前沿”

張艷娟

教材中的“科學前沿”欄目往往具有不可避免的“滯后性”，然而翻開2019年7月印刷的人教版高中生物教材卻面目一新，如《必修1·分子與細胞》第12頁將原教材中的科學前沿“組裝細胞”修改為“人工合成生命的探索”，補充了2018年8月公布的一項重大研究成果——人工創建單條染色體的酵母菌，第120頁將原教材中的“干細胞研究進展與人類健康”替換成2017年公布的研究成果“世界上首例體細胞克隆猴的誕生”，等等。教材變化的用意何在？教師在教學中該如何處理這部分內容呢？

1教材內容變化的背景

《普通高中生物學課程標準（2017版）》指出：高中生物學課程要反映時代要求，要根據經濟社會發展新變化、科學技術進步新成果，及時更新教學內容和話語體系，反映新時代中國特色社會主義理論和建設新成就。本次教材改版落實了課標要求，體現了對最新研究成果和發展方向的高度敏感性，使“科學前沿”更加名副其實。值得注意的是，當代生物科學在微觀和宏觀兩個方面都獲得了迅猛發展，僅2019年公布的世界十大科技進展中就有6項與生命科學研究有關。高中階段的學科教學內容具有相對的穩定性和歷史繼承性，教材不可能收錄所有最新研究成果，從內容選擇上本次改版注重了前沿知識與基礎知識的過渡和銜接，傳達了最新的科學研究方法和思考方式，突出了我國在生物科技發展領域的新成就。

2課堂教學的處理策略

“科學前沿”為教學提供了更具時代性的教學資源，教師充分挖掘和恰當使用才能更好地體現教材對學生核心素養形成和未來發展方向引領方面的教育價值。教師如何利用這些資源，達成最佳的教育教學效果呢？

2.1激發想象創新.提高學習熱情

教材受篇幅所限，很難詳細闡明研究成果的來龍去脈，“科學前沿”欄目更多地是起到拋磚引玉的作用。教師要加強專業素養，廣泛查找資料，了解相關科學技術的起源、現狀和未來，準確把握相關科學技術在生命科學發展中的地位和意義，并在此基礎上設置有挑戰性的問題，激發學生的想象力和創新能力，大膽憧憬科學技術發展的未來。例如，教材中的科學前沿——“人工合成生命的探索”，如果采用直接閱讀教材的方式，學生很難理解科學家要組裝支原體以及要創建只有一條線型染色體的釀酒酵母菌株的原因。教師可以先做這樣的鋪墊：人們研究和利用現有生物資源可以解決一些人類在健康、資源、環境等領域的問題，但還面臨著一些重大挑戰。例如，沒有一種微生物可以高效分解泄漏在海水中的所有石油;城市里的白色垃圾不能被及時降解;植物的光合效率還不夠高，世界上還有一些國家存在糧食短缺、能源匱乏等問題;如果人工合成生命的技術成熟了，就可以根據人們的不同需求“量身定制”人造生命，你想賦予生命什么樣的超能力？學生經過頭腦風暴和交流分享，生動地描繪了人工合成生命的廣闊應用前景，大大增強了生物科學前沿技術的感召力，激發了深入探究的學習熱情。

2.2巧妙創設情境，銜接教材正文

科學前沿可以為深化教材正文的理解創設新穎的情境，幫助學生形成積極學習的意向，促進認知結構的完備，并在研究方法和思維方式上得到啟發和提升。例如，“人工合成生命的探索”可以作為第三章“細胞的基本結構”章末復習的新情境。教材正文中關于“細胞的基本結構”的介紹相當于把細胞拆分成一個一個的零部件來單獨研究各部分的結構和功能，而人工合成生命相當于設計制作細胞零部件，并像搭積木一樣組裝出新的細胞，從拆分細胞到組裝零件，展示了一個全新的研究視角。教學時，教師可以用磁性貼紙制成各種細胞“零件”（細胞核和各種細胞器等），在辨認和復習各部分結構和功能的基礎上，引導學生利用模型嘗試組裝動物細胞、植物細胞、原核細胞等。同時，教師促進學生思考：如果進行人工合成生命的探索可以從組裝什么細胞開始？如何判斷是否己成功合成了生命？若想創造一種新細胞，從根本上需要改造什么？……這些問題不僅可以促進學生鞏固基礎知識，還可以使學生在模型構建的真實體驗中感悟從簡單到復雜的科學研究方法，加深對結構與功能相適應的生命觀念的理解。

2.3組織討論辯論，增強社會責任

科學前沿技術的發展往往具有兩面性。教師既有責任幫助學生了解生物學的發展如何改變和影響人們的生活，也要喚起和培養學生趨利避害、合理利用新技術的意識和能力。例如，人工合成生命及克隆技術的研究目前取得了一些重大突破，教師引導學生從根本上加深對生命的理解，使學生知道：對于高度動態、靈活調控、非線性且難以預測的復雜生命體系，人類的認識還非常有限，大規模發展這些技術可能會給人類帶來難以預知的風險。討論、辯論的學習方式能通過懷疑和求證、爭論和修正，有效培養學生的科學思維，使學生認同科學技術是把雙刃劍，增強其社會責任。可以設置的辯題有“如果中國要大范圍制造和利用人造生命，你會投贊成票還是反對票”“如果大規?？寺∪?，你是否支持”等。

2.4引領生涯規劃，促進終身發展

科學前沿弘揚了科學發展的最新成就，也讓學生感受到科學研究往往伴隨一個又一個困難，必須具備堅韌不拔的意志和創新思維才能攻堅克難。教師讓學生深入了解科學研究歷程，有助于青少年堅定理想信念，不斷克服學習中的困難。例如，從克隆羊到克隆猴需要攻克很多技術難關，學生可以通過角色扮演的方式深度體驗科學家的心路歷程。另外，科學前沿具有鮮明的時代性，其理論成果往往與新材料、新技術及新興產業的發展有密不可分的關系。教師在教學中滲透這方面的知識，不僅能使學生學以致用，還能引導學生把個人的發展與國家的發展機遇結合起來，促進學生將當下學習與終身發展相連接，將學習內容與職業世界相連接，及早樹立職業理想，激發學習動力，不斷完善和充實自我，促進終身發展。例如，關于人工合成生命的研究，目前我國已有大學開設了相關課程，即合成生物學專業，教師可以播放視頻《合成生物學的發展趨勢和前景》讓學生進一步了解。

“科學前沿”在教材中所占篇幅往往不長，但可以開拓學生認識生命科學的視角，幫助學生感悟科學研究方法和科學研究品質，促進形成生命觀念、科學思維和社會責任等生物學學科核心素養，可謂一舉多得。教材與時俱進，教學更要與科學前沿接軌，教師要深入挖掘潛在的教學資源，積極探索恰當的教學方法，使“科學前沿”引領學生從知識走向素養、從課內走向課外、從當下走向未來。