高中生物社會性科學議題教學的內涵與實踐

肖安慶

摘? ?要 社會性科學議題（Socioscientific Issues，簡稱SSI）具有開放性、不確定性、結構不良等特點，因其科學情境性較強，與學生生活相聯系，包含價值判斷與立場選擇，可以用所學知識尋求證據參與討論，因此，能培養學生的科學決策與問題解決能力。依據Sadler的SSI教學模式，高中生物SSI教學的設計教學流程為“議題引入-議題討論-不同層面間的相互作用-議題總結”。

關鍵詞 高中生物教學? 社會性科學議題? 轉基因? 安全性

提升學生的科學素養，培養學生運用所學知識開展論證教學，是高中生物學課程的重要目標。而社會性科學議題（Socioscientific Issues，簡稱SSI）教學關注科學對議題的影響，尤其關注議題中的倫理道德問題。因此，SSI教學是解決學生利用科學知識、形成正確的科學思維、理解科學本質以及培育學生參與科學決策能力和倫理道德的有效途徑。

一、社會性科學議題教學的內涵

社會性科學議題是指開放的、不確定的、復雜的、爭議較大的、結構不良的科學問題，如全球變暖、試管嬰兒、克隆技術等。SSI教學是指通過引入以上問題作為教學情境，促使學生用所學知識尋求證據參與討論，是一種較為先進的培養學生科學決策與問題解決能力的教學模式。它既是一種學習背景，更是一種具有明確教學目標的教學模式。因其具備項目式教學、情境教學和案例教學的特征，能激發學生的學習熱情，開展科學探究，培育批判性思維素養[1]。

美國當代教育家薩德勒構建的SSI教學模式，包括議題學習、議題實踐和議題實施3個步驟（如圖1）[2]。其中，指導學生科學建模貫穿SSI教學的始終，是該教學模式的核心。依據薩德勒的SSI教學模式，在高中生物SSI教學中，可引導學生從以下3方面來構建模型：①先讓學生了解議題，激發學生的學習興趣;②針對議題，引導學生從政治、倫理、宗教、經濟、科學等方面思考，引導學生思考不同層面與議題的關系和相互作用;③教師厘清概念，提供辯題及方案，學生闡述自己的看法，解釋模型，提出問題解決的方案。

二、社會性科學議題教學的實踐

長期以來，關于轉基因產品爭論不休。現以人教版選擇性必修3第4章第1節“轉基因產品的安全性”為議題，引導學生思考轉基因技術的科學性和安全性，將基因工程知識與生活實踐和工程實踐相聯系，培養學生的問題解決能力。本教學采用單元教學模式開展對學生能力的培養，設計成拓展校本課程。由于SSI教學存在復雜性，不能在一節課內完成教學，擬用3～4個課時。教學分為4個階段：①提出探索，明確議題的價值（環節1～3）;②概念引入，探索思考議題的層面（環節4～7）;③理清爭議，探索不同層面間的相互作用（環節8～9）;④概念應用，利用議題不同層面間的作用解決問題（環節10～11）。其中，階段①屬于議題認識的過程，階段②、③屬于構建模型的過程，階段④為模型解釋過程。其教學設計流程見表1。

1.議題引入

環節1：網絡發送預習作業

教師通過學科輔導班級群發送網絡作業：“轉基因產品的安全性是一個廣為爭議的話題。您會選用轉基因產品嗎？請搜集不同國家或地區轉基因生物研發和安全評估、轉基因食品銷售等方面的資料，以及我國有關轉基因生物研究和商品化的法規和政策，發表自己的意見（搜集資料過程中，要分辨謠言與事實，尋找確鑿的證據）。”學生利用網絡搜集資料，開展討論，發表觀點。在此過程中，教師根據學生的發言，了解學生的前概念，并將學生進行分組，以便于后面的討論。

環節2：討論轉基因技術的發展史

班級群中的討論，學生多數為簡單的支持或否定，主要出自于現有對轉基因技術的理解。事實上學生對轉基因技術的了解是遠遠不夠的。因此本環節中，教師可組織學生自主學習轉基因技術的發展史，了解轉基因技術的成果、過程與風險、技術種類與原理，以及各國對轉基因產品的政策法規，結合前面所學基因工程的知識，進一步了解本議題。

環節3：討論轉基因技術的風險問題

復習第3章第2節“基因工程的基本操作程序”的知識，回憶DNA重組技術的基本工具、基本操作程序，從食品和環境兩方面引導學生思考轉基因技術的風險性。在轉基因技術的食品風險方面，引導學生思考載體、宿主、重組DNA、基因表達產物及營養成分的變化與營養、毒理學和過敏反應的關系[3]。在轉基因技術的環境風險方面，思考：①轉基因植物的種植風險，目的基因通過花粉轉移到農田雜草，成為超級雜草;②基因漂移的風險，轉基因植物將目的基因通過遺傳漂移到近源植物中;③殺蟲基因的風險評估，例如大面積種植抗蟲轉基因植物，害蟲有可能產生適應性和抗性，這有可能產生新一輪的蟲害發生。結合基因工程的知識，了解轉基因各種風險的可能，引導學生搜集相關文獻，在課堂展示交流轉基因的風險問題，了解科學發展的曲折過程。

2.議題討論

轉基因技術的安全性，民眾較為關注。能否食用轉基因產品，有很多層面有待于討論。通過環節1的交流討論，教師對該議題有一定的了解。學生對該議題可能只是從一個或幾個角度看問題，難以全方位思考問題并作出決策。如果僅讓學生在課堂上展示自己的觀點與討論，教學效果難以保證，多數學生參與性可能不高。為避免這些問題的發生，教師須要根據前期收集的情況進行分類，從科學、倫理、經濟和政策等視角逐一思考，了解議題的全貌，積極收集資料開展討論（如圖2）。

環節4：科學層面的議題討論

通過前期討論，學生對議題的科學層面掌握情況不夠，教師繼續引導討論。例如，關于轉基因生物與食品安全問題，核心問題是導入的DNA序列未必都是已知基因序列。導入到受體細胞中，如果載體上的某些片段是攜帶有毒蛋白基因序列，或者基因表達載體可能破壞受體細胞中的關鍵基因，或者導入的目的基因序列中混入了毒蛋白基因等原因，可能出現安全性問題。

再如，轉基因生物的安全性問題，如果轉基因生物擴散到環境，可能影響到生物多樣性。當轉基因植物擴散到試驗區外變成野生雜草，因為目的基因本身具有特殊功能，這些雜草將成為新型“入侵物種”;或者因病毒或細菌感染，將目的基因轉導進入病原體之中成為“超級病毒或細菌”;如果導入的是抗除草劑基因，盡管存在生殖隔離，但也有可能通過花粉進入雜草，使雜草成為抗除草劑的“超級雜草”。

又如，轉基因生物與環境安全方面的討論，聚焦到轉基因生物可能對生態系統的穩定性和人類生活環境造成破壞。因為自然界的生物歷經30多億年的進化，當短期內通過轉基因技術把一種生物的DNA轉移到另一種生物，勢必打破原有的和諧動態平衡，生態系統的穩定性將受到影響;轉基因微生物降解某些化合物產生的代謝中間產物，也有可能對人類生活的環境造成二次污染，或者產生毒蛋白和過敏蛋白，通過食物鏈進入人與動物。

環節5：社會意識文化及倫理層面的議題討論

由于安全性、意識形態、宗教信仰和政治制度等因素的影響，決定了消費者對轉基因技術的的價值取向與接納程度。要通過確鑿的證據和嚴謹的邏輯進行思考與討論。

教師引導學生從倫理、社會意識與文化等方面思考問題，通過查閱當今世界轉基因技術的推廣成果，訪談社區居民對轉基因技術的了解情況、接納情況，并相互交流討論，發表自己的看法。

環節6：經濟層面的議題討論

在社會意識文化討論的基礎上，引導學生在經濟層面思考轉基因技術接納程度的影響因素。除安全風險外，經濟成本也是影響消費者購買的重要因素。經濟成本層面上，引導學生從對比購買價格、科研成本、生產成本等方面思考。

環節7：法律政策層面的議題討論

學生分組搜集轉基因的法律和政策，并開展交流展示活動。教師可以從以下視角引導學生搜集與調查：國際上對轉基因生物的公約與要求;我國實施的有關轉基因安全保障的部分法律法規與要求;轉基因作物在科學研究、農田試種、大面積種植、商品化種植的安全評價措施;轉基因農作物安全證書發放、獲準商業化種植、批準進口用作加工原料和常被誤傳的轉基因作物情況;轉基因生物標識的管理辦法。

3.不同層面間的相互作用

上述各環節討論中，轉基因的科學、社會意識與文化、倫理、法律政策、經濟各層面不是獨立的，而是相互影響、共同促進。通過各層次間的共同作用，為科學決策奠定基礎。

轉基因技術中的社會性議題，有很多問題還沒有定論，又與倫理問題、社會問題密切相關，使議題具有復雜性和爭議性。教學中，教師設計環節8和環節9，幫助學生深度探討。

環節8：轉基因生物與非轉基因生物的優缺點比較

轉基因技術的推廣，主要目的在于轉基因產品的優勢，教師引導學生從安全、經濟和應用分組討論，小組匯報展示，發展學生的團隊合作能力。

環節9：推廣方案的討論

教師設定3個轉基因推廣方案，學生填寫理由與立場：①禁止轉基因食品進入百姓餐桌;②給予百姓選擇權，但加大轉基因技術創新獎勵;③只有解決了轉基因技術的安全性問題，才允許轉基因食物進餐桌。

4.議題總結

環節10：推廣方案的修訂與立場的再次選擇

針對以上3個轉基因技術的推廣方案，小組交流討論并對原方案進行修訂和再次表達立場，撰寫修改理由。

環節11：撰寫有關轉基因技術的科技論文

撰寫論文是SSI教學的最后一環。通過前面的討論，學生對轉基因技術有一定的立場，對轉基因技術的發展現狀有一定的了解，對今后的發展有一定的預估。鼓勵學生撰寫這一領域的科技論文，可從學生的論文中評估本議題的教學效果。

SSI教學以真實復雜情境為載體，培育學生問題解決能力和科學決策能力。作為一種新型教學模式，要從以下3方面進行設計：①設計元素，圍繞與學生生活、科學實踐密切相關的問題，教師為學生設計活動框架，引導學生利用各種技術開展相關活動，將信息素養貫穿整個教學全過程。②創造寬松的課堂教學環境，構建互動協作的教學環境，基于學生視角，根據學生討論和交流，關注學生推理和思維發展，強調學生的參與體驗。由于議題本身具有爭議性和跨學科性，這對教師自身專業素養也提出較大的挑戰，教師應本著尊重和鼓勵的原則，避免成為教學的權威者。③為學生學習提供合適的的支架，當學生思維無頭緒時，引導學生從科學、倫理、政治和法律等層次思考;當學生提出方案和立場時，引導學生思考討論議題下的辯題和方案，推動教學的有序進行。

參考文獻

[1]吳金鑫，李娟.全面提升學生科學素養的社會性科學議題的教學設計[J].化學教學，2020（10）：35-40.

[2]Sadler T.D..SituatingSocioscientific Issues in Classrooms as a Means of Achieving Goals of Science Education[J].Socioscientific Issues in the Classroom，2011，39（04）：1-9.

[3] 王國英.轉基因植物的安全性評價[J].農業生物技術學報，2001（03）：205-207.

【責任編輯? 楊? ?子】

*該文為廣東省教育科學規劃重點課題“高中生物學科落實學業質量標準的策略研究”（NO.2020YQJK077）的研究成果