高中生物現代生物科技專題在培養生物學科核心素養

舒興彪 楊娟

摘 要：學科核心素養是學科育人價值的集中體現，生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。社會責任是生物學科核心素養的組成部分，在發展學生責任擔當中具有重要作用。同時通過介紹生物科技在解決社會實際問題中的應用，可以激發學生學習生物學科的興趣。

關鍵詞：生物學科核心素養 社會責任 基因工程 細胞工程

引言

生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生物活動規律的科學。學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力[1]。生物學科核心素養是學生通過學習生物學的知識與技能、思想與方法從而具備重要觀念、關鍵能力以及必備品格[2]。生物學科核心素養是學生知識、能力、情感態度與價值觀的綜合體現[1]。生物學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任[1]。社會責任已成為21世紀公認的合格公民的基本素養之一[3]。“社會責任”是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，做出理性解釋和判斷，解決生產生活問題的擔當和能力[1]。社會責任側重于情感、態度、價值觀方面的內容，是學生生物學科核心素養目標維度之一，同時它也屬于生物科學的非智力因素，是其他3個素養發展的動力和目的，能綜合體現其他3個素養的水平。利用現代生物科技專題相關生物工程的應用可以為培養學生生物學科核心素養中的“社會責任”提供理想的材料。

一、基因工程中“社會責任”的培養

1.設計問題

學生學完基因工程中的DNA重組技術的基本工具和基因工程的基本操作程序后，利用PPT展示普通棉花被棉鈴蟲毀壞的圖片。設計問題引導學生思考：如何解決這一問題？在教學中請小組代表闡述解決辦法，有的小組的解決辦法是噴灑農藥，然后利用PPT展示農藥對環境的危害。讓學生知道為了保護環境不能長久噴灑農藥來解決這一問題。啟發學生進一步思考解決辦法。同時利用PPT展示蘇云金芽孢桿菌中的毒蛋白基因，啟發學生思考通過把不同生物的基因重組起來可以改變生物的性狀。

2.抗蟲棉花的培育

引導學生構建抗蟲棉花培育過程，在構建過程中體會生物科技解決人類實際問題。課后上網搜索基因工程解決人類問題的例子，在下節課上分組表達交流。

3.基因工程的應用

（1）植物基因工程

利用PPT展示基因工程在培育抗蟲轉基因植物（水稻、棉花、大豆、蠶豆、煙草、蘋果等）、抗病轉基因植物（抗病毒番茄）、抗逆轉基因植物（抗凍番茄）及改良植物品質（富含賴氨酸的玉米）中的應用。

（2）動物基因工程

同樣利用多媒體展示基因工程在提高動物生長速度（轉基因鯉魚）、改善畜產品質量及培育器官移植動物供體中的應用。

（3）基因工程藥物

介紹基因工程在生產白細胞介素、干擾素、抗體、疫苗激素等的應用。

（4）小結

隨著現代生物科技的發展，生物科技的應用越來越廣泛，基因工程在植物、動物和制藥中得到了廣泛的應用。基因工程為人類解決了各種各樣的實際問題，為人類的生存和發展做出了很多重大貢獻。讓學生體會到學以致用，從而培養生物學科核心素養中的“社會責任”。

二、細胞工程中“社會責任”的培養

1.植物細胞工程的實際應用

（1）植物繁殖的新途徑

利用PPT介紹植物細胞工程在農作物微型繁殖、農作物脫毒、制作人工種子中的應用。

（2）作物新品種的培育

介紹植物細胞工程在培育單倍體、突變體中的應用，同時把單倍體育種及突變體育種與傳統育種相比的優點，以此突出植物細胞工程的優越性。

（3）細胞產物的工廠化生產

紫杉醇是一種具有良好療效的抗癌藥物，但只能從紅豆杉里提取，PPT展示人為了提取紫杉醇而剝紅豆杉皮的圖片。啟發學生思考不能為了提取紫杉醇任意毀壞紅豆杉。利用多媒體介紹利用組織培養技術生產抗癌藥物--紫杉醇中的過程，讓學生體會植物細胞工程在保護自然界瀕危珍稀植物物種中發揮的作用。

2.動物細胞工程的實際應用

（1）體細胞核移植技術的應用前景

利用PPT介紹尿毒癥患者的癥狀，提問學生尿毒癥的治療方法。小組思考交流尿毒癥治療的方法：血液透析腎移植。講解兩種方法的缺點，血液透析給患者帶來了很多的痛苦且要長期透析，而腎臟移植的缺點是腎來源少且不同個體的器官存在嚴重的免疫排斥反應。啟發學生思考有沒有什么方法解決免疫排斥反應？引入體細胞核移植技術解決異體器官存在免疫排斥反應的問題。

（2）單克隆抗體的制備

在課前讓學生網上查閱癌癥及癌癥治療的方法，在課上交流。然后請學生代表分享癌癥治療的方法。總結：癌癥現目前主要采用“化療”和“物療”，兩種方法治療癌癥都有一定的效果，但是也有極大的副作用，比如“化療”過程中除了殺死癌細胞還把正常的細胞也殺死了。思考：有沒有什么藥物只辨別癌細胞且只把癌細胞殺死呢？

利用PPT展示“生物導彈”——單克隆抗體，講解其優點：單克隆抗體可以定向識別癌細胞，在治療過程中只把癌細胞殺死而不會殺死正常癌細胞。單克隆抗體可以通過動物細胞工程制備，體現動物細胞工程在治療癌癥中的重要作用。

三、總結

生物學科核心素養中的社“會責任”是指學生在學習了生物學知識后，能夠參與個人和社會事務，能做出理性解釋和判斷，能解決生產生活問題的擔當和能力。通過學習高中生物選修三生物科技專題中的基因工程和細胞工程在解決人類生產、生活中的實際問題中的應用，達到培養生物學科核心素養中“社會責任”的和激發學生學習生物學科情趣的目的。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]黃麗.生物學核心素養在高中生物科學史教學中的體現[J].文理導航，2019（2）.

[3]李瑞雪，王健.高中生物學學科素養之社會責任：內涵、進階及教學建議[J].生物學通報，2019（54）：1-20.