指向非形式推理的社會性科學議題教學實踐

摘要：在課堂中設置社會性科學議題（SSI）是提升高中生核心素養、促進非形式推理能力的有效途徑。本文通過整合社會性科學議趣的特點和模式，構建了“感知議題－整合概念－厘清爭議－科學評價”四個環節的教學模式，并以“人類基因編輯”這一社會熱點問題為例開展教學，引導學生運用所學生物學知識進行推理、論證和科學決策，從而使其具備科學的思維方式和正確的價值觀。

關鍵詞：社會性科學議題；非形式推理；人類基因編輯

文章編號：1003-7586（2024）05-0019-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

隨著科技的飛速發展和社會生活的變革，人們開始意識到個人生活、科學學習已無法游離于社會環境之外。這一情形下，學生非形式推理能力的培養顯得尤為重要。非形式推理（informal reasomng）是指對結構不良的、用自然語言表述的、答案開放的問題進行的歸納式推理，它不僅與人們的日常生活、學習和工作息息相關，而且在企業經營，相關專家對國內外重大事件的分析，決策等過程中也必不可少。非形式推理能力已成為人們學習、生活中必需的能力，決定人們的生存和發展。因此，學生非形式推理能力的培養是新時代背景下的迫切所需，教師要完善教學課程設置，在課堂中融入對學生非形式推理能力的培養。

社會性科學議題（Socio-Scientific Issues，SSI）具有開放性和爭議性且源于生活，可以很好地將科技與社會連接，將其融入學科教學，從而有利于促進學生非形式推理能力的發展和學科核心素養的落實。

1社會性科學議題

社會性科學議題是指科學技術發展引發的社會問題，是涉及倫理道德、經濟發展、人類健康和環境保護的難題，往往沒有明確的解決辦法，需多角度考慮，例如基因編輯、使用動物器官進行人體器官移植、濕地開發等。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準>）在課程目標、內容等部分都有提及SSI。因此，將SSI引入課堂對《課程標準》要求的達成具有重要價值。

2社會性科學議題教學模式

本文借鑒學習環教學模式，形成了側重培養學生非形式推理的SSI教學模式（見圖1），引導學生認識SSI、理解學科核心概念、參與議題探討和推理，從而有效加深其對科學本質的理解及非形式推理能力的提升，進而發展學生的功能性科學素養，構建正確的社會價值觀體系。

3“人類基因編輯”議題教學

“基因組編輯”是人教版普通高中教科書《生物學·必修2·遺傳與進化》（以下簡稱“教材”）第5章課后“生物科技進展”欄目內容。雖然在教材中所占篇幅少，但涉及了“基因的本質”“基因的表達”“基因突變及其他變異”“基因工程的基本操作程序”“生物技術的安全性與倫理問題”等部分內容。因此探討人類基因編輯議題需要學生整合相關知識，科學認識基因編輯的過程，從而深度理解大概念“遺傳信息控制生物性狀，并代代遺傳”。學生通過分析、推理人類基因編輯的利弊，從而認同大概念“生物技術在造福人類社會的同時也可能會帶來安全與倫理問題”。本文以“你支持人類基因編輯嗎”為議題，依據如圖1所示的框架展開教學。

3.1感知議題

教師提供資料：2018年11月，某研究員使用基因編輯技術，將胎兒體內的CCR5基因移除，促使首例免疫艾滋病的基因編輯嬰兒誕生，事件舉世驚愕。這一研究是該技術在疾病預防領域的歷史性突破還是違背倫理道德的瘋狂實驗？學生陷入兩難，并對人類基因編輯技術的倫理性和科學技術的發展等方面產生爭議。

3.2整合概念

在議題討論前，教師要求學生繪制以基因為核心詞的知識網絡，同時運用所學生物學知識結合實例，深刻理解基因編輯。①通過“基因的本質”和“基因指導蛋白質合成”理解基因編輯的原理。例如，CCR5基因指導CCR5蛋白的合成，繼而為HIV感染T淋巴細胞提供了路標，將其敲除阻斷了病毒的侵入，從而實現對艾滋病的先天免疫。②通過“基因工程的基本操作程序”理解基因編輯的具體過程和可能出現的技術風險。例如，“脫靶效應”仍是沒有解決的技術難點。③通過“基因與性狀的關系”，理解基因調控機制的復雜性。例如，基因與性狀并非一一對應，基因與基因、基因與表達產物、基因與環境有復雜的相互作用。

教師提供資料：導致鐮狀細胞貧血的基因，能夠幫助攜帶者抵御瘧疾；改造FUT2基因可能降低患I型糖尿病的概率，但也增加了感染諾瓦克病毒的風險。CCR5基因的缺失是否有其他風險？由此引導學生對基因編輯的風險有了更深入的認識。

3.3厘清爭議

教師在該階段的首要任務是引導學生圍繞議題多渠道、多方位搜集資料并進行整合。人類基因編輯的利弊涉及科學與技術、倫理道德、政治、經濟、生態保護等多方面問題，內容龐雜，故引入星形圖工具進行輔助，引導學生綜合考慮現實生活中不同人群（如被基因編輯的患者基因編輯公司、執法管理部門、被編輯人群后代等）的立場，全面、科學、系統地認識人類基因編輯的利弊（見圖2）。

該階段，教師引導學生運用整合的生物學知識、案例和邏輯對基因編輯技術的科學原理、技術局限和對政治、經濟、生態可能造成的后果進行思考和梳理。同時教師要深入每個小組，探查討論情況，關注學生的證據是否真實，來源是否可靠，及時對存在錯誤的材料進行糾正。師生共同查閱其他資料完成求證，從而引導學生形成正確的推理方式和科學的態度。

在星形圖的幫助下，學生結合自身對議題的全面認識，提出自己的主張，并與持有相同主張的學生組隊整理論據，通過不斷的推理分析，確定自身主張的所需資源，增加說服力。通過完成星形圖，學生不僅對自身的主張有深入的思考，對其他主張和可能論據也強化理解，做好充分的準備進行反駁或者吸納對方論據合理的部分為自身支援。最終每組形成一篇SSI非形式推理報告（見表1）。

3.4科學評價

在評價中，教師應引導學生正確認知遵守法律法規，答案是開放性的，主要強調推理的基本流程和基本要素，關注學生考慮到的推理取向模式以及每個模式下的推理過程。按照錢奇蘭編制的非形式推理評分標準對學生的非形式推理過程進行科學的定性評價，通過自評、互評和師評反饋結果，幫助學生明確自身問題，再次梳理推理過程，體會非形式推理過程中邏輯嚴密性，培養申辯思維（見表2）。

4結語

通過本節SSI教學，學生將基因的功能、基因突變和基因工程等生物學知識整合應用于真實社會情境，對“你支持人類基因編輯嗎”進行論證和推理，以小組學習的形式讓學生不斷思辨交流、觀點交鋒，多角度、跨學科、多立場地綜合判斷人類基因編輯問題，從而推動學生非形式推理能力的發展和道德倫理觀念的形成。