思政元素融入高中生物學必修課程的初探

陸春花

(上海市閔行中學 上海 200240)

習近平總書記強調,思想政治工作要堅持把立德樹人作為中心環節,要把思想政治工作貫穿教育教學全過程,實現全程育人、全員育人、全方位育人。課程思政旨在將思想政治教育融入到各類課程教學之中,實現知識傳授和價值引領的有機結合,達到各類課程與思想政治理論課同向同行,實現立德樹人的根本任務。課程思政的實質是一種課程觀,是“課程承載思政,思政寓于課程”的教育理念和方法。

高中生物學課程中蘊含著豐富的課程思政元素,包括政治認同、家國情懷、科學精神、文化自信、法治意識、公民品格、生態文明和全球視野八個思政維度。生物學學科教師可以充分挖掘課程中蘊含的育人資源,強化育人理念,構建“價值引領、能力培養、知識傳授”三位一體的教學目標,利用好課堂教學主渠道,使所有教學活動都肩負起立德樹人的功能,實現顯性教育和隱性教育的統一,形成協同效應和育人合力。

在高中生物學課程的備課過程中,教師需要審視教學內容,發掘其中潛在的思政元素,并通過搜索資料、加工處理等手段,巧妙地將這些源自專業知識的思政元素融入教學中,為了確保思政元素的有效傳遞,教師需要將其緊密依附于具體的知識點,滲透于各個教學環節中。在恰當的教學策略下,思政元素能夠與專業知識相互作用,共同建構起學生的知識體系,達成學生思想價值觀的內化,實現學科教學與思政教育的統一。

下面以滬科技版高中生物學教材必修內容為例,探討在教學中融入思政元素的課堂教學實踐方法。

1 突出生物學專業中國計民生相關內容

生物學科作為一個重要的科學領域,其科研和教學內容與國計民生息息相關。滬科技版高中生物學教材的正文和“生物學與社會”欄目(表1)中均涵蓋了與學生的社會閱歷、生活經驗相結合的學科應用案例,旨在突顯科學、技術和社會之間的相互關系,幫助學生理解生物學對人類社會發展的重要價值。這些案例中蘊含著大量的社會責任、時代擔當等思政元素,對學生社會責任素養的形成具有積極的推動作用。

表1 “生物學與社會”欄目統計

《必修1·分子與細胞》(以下簡稱“必修1”)第一章“走進生物學”第一節選取了五個案例,分別是雜交育種解決人類糧食問題、基因編輯改造生物的遺傳特性、免疫治療成為治療腫瘤的新途徑、現代發酵工程是解決規模化生產和能源短缺的新思路、生態文明建設改善人類生存環境。這些案例涉及的生物學原理和技術應用與我們的生活密切相關,能使學生深刻認識到生物學研究成果推動人類社會進步的事實,感受到現代生物學的發展對社會和人類生活的深遠影響,凸顯生物學學科的價值。因此,教師需要具有一定的生物學知識,才能辨別和判斷社會和生活中的生物學話題,體會學習生物學的價值所在。社會需要更多的未來建設者加入生物學相關研究和行業中,教師要培養學生樹立遠大理想和崇高追求,同時強化生物安全、倫理和法制觀念,加強生命安全和健康教育。

《必修2·遺傳與進化》(以下簡稱“必修2”)第三章“可遺傳變異”中,呈現了育種工作者改良動植物品種的過程,如太空育種獲得具有新性狀的品種、三倍體無籽西瓜、四倍體玫瑰香葡萄、無核早紅的培育過程等,揭示了其產生的機制和原理,并強調了育種領域取得的成果在日常生活中的廣泛應用。在“生物學與社會”欄目中,教材介紹了鮑文奎院士、李振聲院士和袁隆平院士在育種領域的研究成果。在這些艱苦卓絕的工作中,科學家們運用了基因自由組合、基因重組、基因突變和染色體變異等遺傳變異方法,為中國的糧食生產和國家的經濟發展做出了重要貢獻。

教師要善于利用糧食自給、疾病防控等關系國計民生的重要事件,以強化“行業的問題必須由行業人來擔當”“自身專業對國家的重要性”等內容,從而激發學生的社會責任感和立志投身國家建設的熱情與激情。

2 融入中華優秀傳統文化,激發家國情懷、樹立文化自信

我國歷史悠久,積淀了大量優秀的傳統文化,教師在教學中可以有意識地選取一些內容有效滲入素材。例如,在必修1 第四章第二節“酶催化細胞的化學反應”教學中,教師可以呈現古人釀酒、造醬、制糖的圖片,這不僅可以加深學生對酶催化作用的理解和應用,還可以讓學生感受到古人的智慧和中華文明的博大精深,激發學生的好奇心、自豪感和家國情懷。在必修2 第三章“可遺傳變異”的教學引入時,教師可以引用我國北魏時期的農學家賈思勰在《齊民要術·種谷》中的內容:“凡谷,成熟有早晚,苗稈有高下,收實有多少,質性有強弱,米味有美惡,粒實有息耗”,用以說明生物性狀存在變異,使學生知道古代中國人在遺傳學的發展歷程所做出的貢獻,從而更能認同和熱愛中華民族的文化,樹立文化自信。

3 科學史教學滲透思政元素,落實科學思維

科學史教育在生物學教學中占有重要地位,對提高學生的科學精神和科學思維、科學探究素養有重要價值。教材中的科學史內容,不僅在正文中有闡述,還分布于“科學史話”欄目中(表2)。科學家的探究實驗蘊含了豐富的思政元素,如家國情懷、科學精神、文化自信、公民品格和全球視野。教師在課程教學中需要自然引入學科發展過程中重大研究成果的研究歷程,突出科學家們的貢獻,培養學生的求是精神,幫助學生理解科學的本質,學習科學家孜孜不倦的科研精神。這樣的教學方式不僅有利于提高學生的科學素養,還能體現生物學學科獨特的育人價值,滲透課程思政理念。

表2 科學史話欄目統計

在必修1 第四章第四節“葉綠體將光能轉換并儲存在糖分子中”后的“科學史話”欄目中,呈現了“光合作用研究歷程”。在實際教學中,教師可以讓學生觀看相關視頻并預習教材內容,梳理近400年的光合作用研究的實驗及其成果。在課堂上,教師再以時間軸形式呈現內容,并逐步寫出光合作用的反應式導入新課。光合作用研究史是經典的生物科學史,蘊含很多科學探究和科學思維方法,有助于提高學生的科學精神和科學思維、科學探究素養。通過學習光合作用的研究歷程,學生可以深入了解科學活動是復雜艱難的過程,只有秉持客觀的原則,嚴謹求實的態度和創新意識,才能完成科學研究。此外,教師需要引導學生在面對問題時利用辯證思維的能力,做出正確的價值判斷和行為選擇,在實踐創新中增長才干,實現個人價值。同時,教師要讓學生感悟到科學是無國界的產物,科學既是對前人發現的傳承,也是不斷發展的開放體系,很多重大項目的研究團隊都是由多個國家的科學家組成的,鼓勵學生以全球眼光關注社會和世界的現狀與發展變化,追求人類和諧共處、共同進步。

必修2 第一章第一節“DNA 是主要的遺傳物質”中,教材詳細列舉了多項實驗證明DNA 是主要遺傳物質。在課堂教學中,教師可以按照科學史的進程展示肺炎鏈球菌體內轉化實驗、肺炎鏈球菌體外轉化實驗、T2 噬菌體侵染實驗和煙草花葉病毒重組實驗,揭示遺傳物質的存在和化學本質,強調科學研究的嚴謹性和客觀性,進而提高學生的分析、解決問題能力和科學思維。

在科學史中,新學科、新知識的開創往往會受到諸多質疑,科學家們在前人工作的基礎上,科學地設計實驗、實施實驗、分析數據、改進實驗,逐步推進科學研究的發展。通過教師對實驗優缺點的層層剖析,有助于提高學生的科學思維,展現科學精神,拓寬全球視野。

4 彰顯先輩楷模示范性,凸顯愛崗敬業精神

在生物學的發展史上,涌現出了許多先輩楷模,他們的科研探索精神、為真理獻身的勇氣以及為大家舍小家的家國情懷,都是思想教育的絕佳樣板。因此,在生物學教學設計時,教師可以通過搜索相關的前輩楷模的事跡,將其與知識點合并講授,滲透不同方面的思政元素,以人為范,以情動人。

在必修2 第三章第一節“基因重組造成變異的多樣性”中,教師可以補充介紹雜交水稻育種專家袁隆平的研究經歷。自1964年開始,袁隆平正式開始水稻雜種優勢利用的研究,而直到1970年,他才找到合適的不育系。通過介紹這一艱難的研究歷程,可以讓學生體會科研工作的不易,同時培養學生盡心盡責、勇于探索的科學精神。

中國自行研制的第一顆原子的歷程,體現了眾多科學家、技術人員和軍人的大無畏的革命精神和為祖國效力的家國情懷。他們在不顧放射性元素可能造成染色體畸變和基因突變的情況下,隱性埋名、無私奉獻,克服重重困難,為我國打破超級大國的核壟斷做出了卓越貢獻。這部分內容適合放在必修2 第三章“可遺傳變異”相關知識點教學之后。

5 深度發掘生物學知識構建中呈現的學科價值觀

生物學作為一門科學學科,其知識體系中帶有科學觀、生命觀與生態價值觀,包括科學理性、求真務實、尊重規律、關懷生命、珍惜環境、團結協作等。教師在教學中應當發掘隱含的學科價值觀,并以專業的教學語言加以呈現。

結構與功能的辯證統一是生命發展的普遍性原理,也是學生處理和解決實際問題時重要的思維方法。以必修1 第四章第四節中“葉綠體是植物光合作用場所”這一部分為例,教師可以引導學生從結構和功能角度認識葉綠體結構與光合作用之間的關系,并啟發學生思考提高光合作用產能的調控機理,幫助學生逐步建立基于自然辯證法的世界觀和方法論。

細胞是由許多不同功能、相互聯系而又有區別的內部結構所組成,它們分工合作,動態相聯,這體現了生命的系統觀和結構功能統一觀。在必修1 第三章第二節“細胞各部分結構既分工又合作”中,教師可以首先播放胰腺細胞合成和分泌消化酶的過程動畫,接著分步動態地呈現胰腺細胞合成和分泌消化酶的過程圖,引導學生依次描述分泌蛋白的合成和運輸過程。通過該案例,教師引導學生理解細胞各部分結構能分工合作,共同完成某項生命活動。在此基礎上,教師將細胞分工與社會分工進行類比,強化學生的社會責任感,感悟個人與整體的關系,明確個體只有在不同的崗位上各司其職,才能促進社會整體進步。

在必修2 第一章第二節“遺傳信息通過復制和表達進行傳遞”中提到,細胞內充滿了各種生物大分子,其中DNA、RNA 和蛋白質是生物信息傳遞的主要大分子,它們各司其職、緊密協作,遵循著中心法則,該部分內容就蘊含著遵循客觀規律、建立規則意識的思政元素。教師通過類比可以讓學生明白只有建立規則意識,才能讓社會有序運行,實現國家的繁榮昌盛。

必修2 第一章第三節“基因選擇性表達導致細胞的差異化”在介紹表觀遺傳機制時,教師可以呈現吸煙影響生殖能力、學習能力的研究數據或宣傳圖片等直觀素材,向學生說明環境中的有毒有害物質可能通過DNA 甲基化、組蛋白修飾、RNA 干擾的調控表觀遺傳機制改變抑癌基因或其他基因的表達,從而導致癌癥等疾病的發生。這些現象為學生來提供了優秀的環境保護教育題材,使他們充分認識到環境與人類健康的關系。借此機會,學生可以了解到創造良好的環境、防治污染對每個人都至關重要,從而提高學生的環保意識,幫助他們理解生態建設的必要性,有利于學生環保意識與生態文明意識的建設。

為了增強學生的法治意識與規則意識,教師可以結合經典案例進行教育。在現實世界,許多理化和生物因素都可提高基因突變的頻率,其中一些誘發突變的典型物質是天然存在的,而另一些則是人工的。因此,在使用這些物質時要注意其安全性,并嚴格遵守實驗室安全規范。在必修2 第三章第二節“基因突變是生物變異的根本來源”學習后,教師可以以切爾諾貝利核電站爆炸事故為例,通過圖片和數據的呈現,向學生展示爆炸造成核泄漏而導致至今仍然存在的輻射危害,以及大量動物的變異現象,這個事故的根本原因是操作人員疏忽,沒有嚴格按照安全規章辦事。通過這個案例,教師可以引導學生樹立安全生產和科研的意識,以及認識遵守各種法律法規的重要性。

高中生物學教育具有很強的課程思政優勢,通過將生物學知識與現實問題相結合,引導學生形成正確的價值觀,是高中生物學對高中育人方式改革的一次積極回應,課程思政也讓教育回歸學科育人初心。思政元素融入高中生物學必修課程課堂的教學手段應該是多樣的、自然的、有效的,需要在后續實踐教學中不斷地改進優化。