基于核心素養的中學生物學選修課程設計
——以“走進神奇干細胞”為例

包逸龍，陳梓軒，楊禮香

（廣州大學 廣東 廣州 510006）

《普通高中生物學課程標準（2017 年版2020 年修訂）》（以下簡稱新課標）建議從“現實生活應用”“職業規劃前瞻”“學業發展基礎”三個方向發揮學校和教師的積極性及創造性，開設具有地方特色或學校特色的選修課程，其主要目的是幫助學生更好地生活、就業以及滿足一部分學生選擇從事科學研究的需求[1]。隨著經濟、科技、文化的不斷發展，社會進入了一個嶄新的時代，新時代對人才有了新的要求，教師應以核心素養指導生物學教學內容、教學資源的開發和教學策略方法的選擇，并以核心素養指導生物學教學評價[2]。新課標中提到要跟隨科技發展的步伐，及時更新教學內容，注重課程的時代性和科學性，讓學生在教學過程中發展核心素養。而干細胞研究作為生物學的前沿領域，包含最新的生物知識、技術手段，代表科研的熱點和方向，具有時代前沿性，同時也是科學家通過不斷研究探索，重復驗證得出的，具有科學嚴謹性，十分適合作為選修課程學習的主題。

1 課程簡介

本課程基于生物學學科核心素養的培養，依據新課標中對選修課程“干細胞與應用”的開設建議，圍繞干細胞這一主線，分別從理論知識，前沿技術以及實際應用三個主題角度進行設計。主題一從干細胞的基本知識出發，意求學生了解干細胞的相關基本概念，特征及分類。主題二為干細胞的主要獲取技術手段介紹，讓學生對目前常用的干細胞制備技術有一定了解。主題三圍繞干細胞應用，以干細胞治療和再生醫學為主要介紹對象，讓學生充分了解目前干細胞在醫療領域的重要價值。本課程可以開拓學生的視野，讓學生認可生物學的價值，提高學生對生命科學的興趣。學生在學習科學家不斷探索未知生命過程的同時，增強了學生的問題意識和創新思維；在分析案例，歸納總結時，學會利用所學知識解決問題，對社會熱點事件進行理性思考和判斷，培養學生的核心素養[3]。

2 課程目標

新課標在“干細胞與應用”模塊開設建議中指出：對本模塊的學習，可以使學生了解和認識干細胞的基本概念，干細胞生長和分化的機制，干細胞目前的研究進展，干細胞的臨床應用及相關疾病治療。因此，本課程方案的課程目標將從生物學學科核心素養的培養出發，參照新課標相關內容的指導，力求在提高學生文化知識的同時，使其具備優秀的素質。具體課程目標設計如表1。

表1 “走進神奇干細胞”課程目標

3 課程內容

課程內容以發展學生的生物學學科核心素養為宗旨，旨在滿足學生的多樣化興趣和發展需要，幫助學生更好地生活、就業，以及滿足一部分學生選擇從事科學研究的需求。本課程基于課程目標，選取干細胞相關的具有代表性的知識，結合學生實際情況和需求分析后，整理形成了符合高中生認知水平的課程內容。本課程擬定為干細胞概論、干細胞前沿技術、干細胞治療與再生醫學三個主題，每個主題兩個課時，共計6 個課時。三個主題的具體內容如表2 所示。

表2 “走進神奇干細胞”課程內容框架表

4 教學過程

本課程的教學在意求培養學生核心素養的同時，拓寬學生的視野，豐富學生知識，激發學生對干細胞的濃厚興趣。三個主題的主要教學過程如下：

4.1 主題一：干細胞概論

4.1.1 創設情境，導入課程

教師以“海南‘90 后’醫生捐獻造血干細胞”這一新聞視頻作為導入，并向學生提問：“為什么捐獻的造血干細胞能夠治療血液病？”引發學生對干細胞的思考，激發學生的學習興趣，從而導入課程的學習。隨后，教師通過多媒體設備的運用，向學生展示不同類型干細胞的相關圖片資料，并配以生動的講授，讓學生對干細胞有一個初步的認識。該設計意圖通過構建情境，導入課程主題內容，引發學生對干細胞的興趣，形成基本的生命觀念。

4.1.2 分組活動，鍛煉思維

學生對干細胞的基本概念有了一定了解后，教師將學生分為若干個小組，將提前準備好的不同類型干細胞的卡片提供給學生，在介紹了干細胞不同發育階段的潛能差異和類型后，讓學生根據干細胞的來源和分化潛能對其進行分類討論，然后進行簡單匯報展示（如圖1），從而提高學生在課程中的積極性，培養學生的合作探究意識，增強學生的科學探究能力。隨后，教師讓學生回憶曾經觀察過的人體細胞形態（例如肌細胞、口腔上皮細胞、精細胞等）并與干細胞的形態進行對比，從“形態結構決定功能”這一基本觀念出發，向學生介紹干細胞自我更新和多向分化潛能兩大特征，讓學生對干細胞有更深入的了解。

圖1 分類好的干細胞卡片

4.2 主題二：干細胞前沿技術

4.2.1 巧借諾獎，導入課程

教師向學生展示2012 年諾貝爾生理學或醫學獎相關資料，即英國生物學家約翰 戈登因和日本生物學家山中伸彌分別因為體細胞核移植技術及誘導多能干細胞技術的杰出成果而獲獎。借助諾貝爾獎，豐富學生課外知識的同時，引發學生對課程學習的興趣。

4.2.2 案例分析，對比歸納

教師向學生分別展示“克隆羊多利的誕生”“體細胞與小鼠胚胎干細胞融合”兩個案例，引導學生回顧高中生物學選擇性必修3 生物技術與工程中動物細胞工程的核移植及細胞融合的相關內容，并結合干細胞相關知識，向學生介紹核移植和細胞融合在干細胞獲取方面的應用。回顧完兩種課本學過的技術手段后，教師向學生展示第三個案例“誘導多能干細胞培養角膜移植成功”，簡要介紹誘導多能干細胞這一較為前沿的技術。隨后，教師將學生分為若干小組，讓學生結合所展示的案例及課程所學知識，對比歸納出三種體細胞重編程技術的優缺點（如表3）。相比于直接介紹三種技術及其優缺點，借助具體案例并讓學生對案例進行分析、對比和歸納，更有助于培養學生的科學思維，形成相應的生命觀念。

表3 三種體細胞重編程技術的優缺點總結

4.3 主題三：干細胞治療與再生醫學

4.3.1 實例導入，開拓思維

教師以“全球首例：干細胞療法治愈女性艾滋病患者”這一新聞作為導入，并向學生提問：“結合之前所學的知識，干細胞能夠被用于治療艾滋病，與它的什么特性有關呢？”回顧舊知識的同時，向學生介紹干細胞治療的相關概念和基本原理等新的知識，做到溫故而知新。隨后，教師以我國臍帶血干細胞移植規范方案為例，向學生介紹干細胞治療的基本流程（如圖2）。以新聞作為導入，通過提問的方式帶領學生“溫故”，做到承上啟下，引出新知識的學習。

4.3.2 案例展示，討論辨析

首先，教師向學生提問“器官衰竭了怎么辦?”學生應能夠提出器官移植這一解決方案。隨后，教師向學生展示我國器官移植供不應求的國情，引發學生對干細胞與器官再生的思考。其次，教師向學生介紹再生醫學的基本概念，以及干細胞與再生醫學的關系，并通過展示干細胞用于再生醫學領域的真實案例，如“造血干細胞治療白血病”“胚盤干細胞治療再生性貧血”“干細胞治療半月板損傷”等，進而加深學生對干細胞與再生醫學的理解，幫助學生掌握生物學知識，形成生命觀念。最后，教師向學生提供兩個選題：一是根據你所學到的干細胞相關知識，判斷市面上聲稱加入干細胞的化妝品是否真實有效，并說出理由；二是部分科學家想要從事人類胚胎干細胞的研究，希望通過培養人類胚胎干細胞的形式得到一個完整的個體，你認為這是否正確，說出理由。借助社會爭議性話題，鼓勵學生運用所學的知識，參與社會性議題，辨別偽科學，從而增強學生的社會責任意識。

4.4 課程評價

為驗證課程的有效性與適用性，本文在“走進神奇干細胞”選修課程實踐的基礎上，結合課程目標與內容，將課程評價的內容確定為：“走進神奇干細胞”選修課程實施后，學生對于干細胞相關知識的了解是否提高？學生的生物學學科核心素養是否提高？學生對本課程的滿意度如何？課程需要改進的地方有哪些？主要評價方式有測試試題、小組作業以及學生訪談。意求了解該課程的目標實現程度，學生對知識的掌握程度以及學生對課程的滿意程度。

5 建議與總結

本課程屬于選修課程，并沒有專門的教材，因此課程的開展十分考驗教師本身的知識素養。教師在課程開展之前，應依照新課標的要求充分進行備課。同時由于選修課程并不納入高考范圍，因此，教師在進行講解時不宜過于深入，主要目的應該是開闊學生的視野，激發學生對科學研究的興趣，以及滿足一部分學生選擇從事科學研究的需求，但在教學過程中，會涉及一些必修課程的內容，例如必修1 中多種多樣的細胞和選擇性必修3 中動物細胞工程等，教師可利用該部分內容進行舊知識的復習，做到溫故知新。

新課改以來，教育教學目標從“知識核心”轉向“核心素養”的培養，除了注重學生知識能力方面的培養，還要注重學生社會責任和素質修養的培育[4]。因此，在教學過程中，教師以干細胞作為載體，一方面擴展學生對于干細胞相關知識的了解，另一方面讓學生進行資料分析、小組活動，從而加強學生的邏輯思維能力。并且所選的主題中部分內容與社會、生活、健康密切相關，能較好地培養學生健康生活、尊重生命的社會責任意識。