高中生物學(xué)教材“科技探索之路”欄目的價(jià)值與滲透方式

摘 要：人教版高中生物學(xué)教材中的“科技探索之路”欄目設(shè)計(jì)巧妙，凸顯了培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要理念。本文在分析該欄目?jī)?nèi)容與育人價(jià)值的基礎(chǔ)上，挖掘其在高中生物學(xué)課堂中的滲透方式，旨在為一線教師充分重視與合理利用該欄目提供參考。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)；高中生物學(xué)教材；“科技探索之路”欄目；滲透方式

文章編號(hào)：1003-7586（2024）10-0043-03 中圖分類(lèi)號(hào)：G63391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）與舊課標(biāo)相比，最顯著的變化是凝練了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的概念，集中體現(xiàn)了生物學(xué)學(xué)科的育人價(jià)值。在此背景下編寫(xiě)的人教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)》（2019年版）標(biāo)志著普通高中生物學(xué)課程改革的進(jìn)一步深化。其中，人教版普通高中教科書(shū)《生物學(xué)·選擇性必修3·生物技術(shù)與工程》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“教材”）的編寫(xiě)?yīng)毦唢L(fēng)格與特色，其內(nèi)容以舊版教材（2004年版）的相關(guān)內(nèi)容為主體，整合原有選修1和選修2的相關(guān)內(nèi)容。教材設(shè)計(jì)了“科技探索之路”欄目，以時(shí)間軸的形式巧妙地展示了生物工程的發(fā)展歷程^［1］，該欄目展現(xiàn)了生物學(xué)作為一門(mén)學(xué)科的開(kāi)放性、發(fā)展性與創(chuàng)造性，在培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)方面具有獨(dú)特的價(jià)值和作用。^［2］但目前對(duì)該教材的研究較少，沒(méi)有足夠重視“科技探索之路”欄目的價(jià)值，也沒(méi)有充分挖掘其作用。筆者基于教材闡述該欄目的概況，挖掘其育人價(jià)值，嘗試尋找其在課堂教學(xué)中的滲透方式，為一線教師的教學(xué)提供理論參考。

1 “科技探索之路”欄目概述

“科技探索之路”欄目的組成一般包括欄目標(biāo)題、時(shí)間軸、事件說(shuō)明、引言、圖片和注釋。其中欄目標(biāo)題取自該章節(jié)的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，如第2章“細(xì)胞工程”的欄目標(biāo)題為“細(xì)胞工程的發(fā)展歷程”，表明本章的學(xué)習(xí)內(nèi)容主要與細(xì)胞工程有關(guān)。時(shí)間軸的設(shè)計(jì)則使用與章節(jié)內(nèi)容相關(guān)的素材，如在第3章“基因工程”一節(jié)內(nèi)容中，使用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)示意圖的延伸作為時(shí)間軸，其巧妙的設(shè)計(jì)能充分激發(fā)學(xué)生的閱讀興趣。事件說(shuō)明的順序與時(shí)間軸相互關(guān)聯(lián)，主要闡述生物技術(shù)的發(fā)展歷程以及該技術(shù)在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)的重大突破，讓學(xué)生領(lǐng)略生物科技的前沿進(jìn)展，如第4章的事件說(shuō)明采用文字?jǐn)⑹龅姆绞綄?duì)生物技術(shù)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步之間的關(guān)系加以描述，體現(xiàn)生物技術(shù)的發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的辯證關(guān)系。引言部分主要介紹本章知識(shí)，并根據(jù)知識(shí)之間的關(guān)聯(lián)性串聯(lián)形成知識(shí)體系。圖片和注釋與事件說(shuō)明有關(guān)，圖片的選取符合章節(jié)主題，能給學(xué)生提供形象化的感性材料，幫助學(xué)生更好地理解和吸收知識(shí)。組成“科技探索之路”欄目的要素在呈現(xiàn)方式上存在差異，但內(nèi)容之間具有內(nèi)在相關(guān)性，共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體發(fā)揮該欄目的功能。各章欄目的組成要素如表1所示。

“科技探索之路”欄目具有豐富的科學(xué)史內(nèi)容，包括發(fā)酵技術(shù)和方法的發(fā)展歷程、細(xì)胞工程技術(shù)和方法的發(fā)展歷程、基因工程技術(shù)和方法的發(fā)展歷程等，以及科學(xué)家對(duì)生物技術(shù)的觀點(diǎn)和態(tài)度等。這些內(nèi)容能讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展變遷歷程，思考科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用，從而發(fā)展自身的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。各章次欄目標(biāo)題如表2所示。

2 “科技探索之路”欄目的育人價(jià)值

2.1 合理提煉，培養(yǎng)生命觀念

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“學(xué)生應(yīng)該在較好地理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念”“形成科學(xué)的自然觀和世界觀，并以此指導(dǎo)探究生命活動(dòng)規(guī)律，解決實(shí)際問(wèn)題”。生命觀念是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)，具有生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，涉及學(xué)生看待生命世界的態(tài)度和價(jià)值取向。教師需要從“科技探索之路”欄目中提煉生命觀念的內(nèi)容，利用科學(xué)家的研究成果，幫助學(xué)生體會(huì)生命觀念的內(nèi)容和意義，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

例如，第3章“基因工程”的“科技探索之路”欄目中，教師可以從“建立DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”中提煉出“基因工程得以實(shí)現(xiàn)其所體現(xiàn)的結(jié)構(gòu)與功能觀”，使學(xué)生對(duì)生命的結(jié)構(gòu)與功能觀產(chǎn)生較深的理解；從“DNA的半保留復(fù)制”“中心法則的提出”中提煉出“遺傳信息在受體生物中得以表達(dá)所體現(xiàn)的信息觀”，使學(xué)生對(duì)生命觀念有更深入的思考與體會(huì)、更好地理解生物多樣性與統(tǒng)一性的辯證關(guān)系。

2.2 引導(dǎo)思辨，發(fā)展科學(xué)思維

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“學(xué)生應(yīng)該在學(xué)習(xí)過(guò)程中逐步發(fā)展科學(xué)思維”“探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會(huì)議題”?？茖W(xué)思維是學(xué)生智力發(fā)展的目標(biāo)，是科學(xué)教育的核心所在。^［3］發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和工程學(xué)思維能使學(xué)生的思維更具邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性和科學(xué)性。^［4］教師使用“科技探索之路”欄目發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維、技術(shù)思維和工程學(xué)思維，能夠提升學(xué)生獲取證據(jù)和邏輯推理的能力。

例如，在第2章“細(xì)胞工程”的“科技探索之路”欄目中，教材梳理了細(xì)胞工程的發(fā)展歷程。學(xué)生通過(guò)查閱有關(guān)資料，結(jié)合細(xì)胞工程的相關(guān)理論，運(yùn)用技術(shù)思維、工程學(xué)思維、演繹與推理等方法分析科學(xué)家的實(shí)踐過(guò)程，學(xué)生能了解科學(xué)結(jié)論需要基于事實(shí)、證據(jù)、科學(xué)推理和論證得出。學(xué)生通過(guò)設(shè)計(jì)表格將科學(xué)家在細(xì)胞工程領(lǐng)域中研究的內(nèi)容、獲得的產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)的突破和存在的局限性進(jìn)行整合，直觀地反映科技發(fā)展的歷史。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的過(guò)程中發(fā)展科學(xué)思維，在領(lǐng)略科學(xué)史發(fā)展進(jìn)程的同時(shí)培養(yǎng)批判性和理性思維。

2.3 鼓勵(lì)實(shí)踐，提高科學(xué)探究能力

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“學(xué)生應(yīng)在探究過(guò)程中，逐步增強(qiáng)對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高實(shí)踐能力”。教師需要從認(rèn)知、能力和情感三方面激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究能力，并重視對(duì)工程學(xué)任務(wù)的實(shí)踐。教師利用“科技探索之路”欄目激發(fā)學(xué)生的探索欲，讓學(xué)生在體驗(yàn)科技的產(chǎn)生和發(fā)展的同時(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)家解決問(wèn)題的思路和方法，從而在認(rèn)知、能力和情感三方面理解科學(xué)的本質(zhì)，體會(huì)科學(xué)探究的精神。

例如，在第1章“發(fā)酵工程”的“科技探索之路”欄目中，學(xué)生可以認(rèn)識(shí)到發(fā)酵產(chǎn)品存在于生活中的各個(gè)領(lǐng)域。學(xué)生通過(guò)對(duì)發(fā)酵技術(shù)原理的學(xué)習(xí)，了解到自己也能運(yùn)用發(fā)酵技術(shù)制作產(chǎn)品，產(chǎn)生將發(fā)酵技術(shù)運(yùn)用到實(shí)踐中的想法和動(dòng)力，進(jìn)而在完成教材主體部分學(xué)習(xí)后，在課后進(jìn)行泡菜、果酒、果醋的制作，完成工程學(xué)任務(wù)的實(shí)踐。

2.4 設(shè)置議題，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)

《課程標(biāo)準(zhǔn)》指出“學(xué)生應(yīng)能夠以造福人類(lèi)的態(tài)度和價(jià)值觀，積極運(yùn)用生物學(xué)的知識(shí)和方法，關(guān)注社會(huì)議題，參與討論并做出理性解釋?zhuān)鎰e迷信和偽科學(xué)?！鄙鐣?huì)責(zé)任意識(shí)的培養(yǎng)需要學(xué)生樹(shù)立造福人類(lèi)和社會(huì)的價(jià)值觀，學(xué)會(huì)珍愛(ài)生命、熱愛(ài)自然，關(guān)注生物科技實(shí)踐對(duì)社會(huì)的利弊。教師運(yùn)用“科技探索之路”欄目增強(qiáng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和參與社會(huì)議題的討論，做出理性的解釋和判斷，增強(qiáng)解決生活生產(chǎn)問(wèn)題的能力。

例如，在第4章“生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題”的“科技探索之路”欄目中提到“與其他科學(xué)技術(shù)一樣，生物技術(shù)就像一把‘雙刃劍’，它既可以造福人類(lèi)，也可能在使用不當(dāng)時(shí)給人類(lèi)帶來(lái)潛在危害?！苯處熞龑?dǎo)學(xué)生關(guān)注生物技術(shù)對(duì)于社會(huì)的影響，并結(jié)合教材欄目中圖片提出的問(wèn)題：“你會(huì)選擇轉(zhuǎn)基因食品嗎？為什么應(yīng)當(dāng)禁止克隆人？”引發(fā)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)利弊的思考與討論。教師在學(xué)生討論時(shí)加以引導(dǎo)與修正，使學(xué)生從個(gè)人與他人、個(gè)人與社會(huì)、個(gè)人與集體的角度出發(fā)，認(rèn)同國(guó)家的政策與立場(chǎng)，理性看待生物科技在生產(chǎn)和生活中的運(yùn)用。

3 “科技探索之路”欄目的滲透方式

3.1 角色扮演，激發(fā)興趣

課堂角色扮演是指學(xué)生按照某一角色的身份進(jìn)行課堂教學(xué)活動(dòng)，從而達(dá)到學(xué)習(xí)目標(biāo)的一種教學(xué)方法。在運(yùn)用“科技探索之路”欄目進(jìn)行教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生模擬扮演該欄目中出現(xiàn)的物質(zhì)，通過(guò)學(xué)生之間的互動(dòng)來(lái)展示物質(zhì)的變化或物質(zhì)之間的聯(lián)系，讓學(xué)生切身感受科學(xué)技術(shù)的原理。

例如，在第3章“基因工程”教學(xué)過(guò)程中，教師可以組織學(xué)生模擬扮演“科技探索之路”欄目中出現(xiàn)的物質(zhì)，讓兩排學(xué)生手牽手構(gòu)建“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”、一位學(xué)生模擬扮演“限制酶”、另一位學(xué)生模擬扮演“DNA連接酶”，再讓兩排學(xué)生手牽手圍圈構(gòu)建“同心圓”結(jié)構(gòu)的 “質(zhì)?！?，通過(guò)學(xué)生雙手之間的“連接”與“斷開(kāi)”來(lái)展示基因工程操作的基本步驟。教師在活動(dòng)期間需要明確要求并進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)，使學(xué)生依據(jù)正確的安排完成活動(dòng)。教師通過(guò)將學(xué)生的學(xué)習(xí)“任務(wù)”變成“興趣”，變“觀察者”為“參與者”，讓學(xué)生切身體驗(yàn)微觀世界的生命活動(dòng)，激發(fā)學(xué)生的探究樂(lè)趣，提升學(xué)生的自主探究能力。

3.2 情境創(chuàng)設(shè)，身臨其境

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)課程的過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的，是在解決真實(shí)情境下實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力?！翱萍继剿髦贰睓谀?jī)?nèi)容是真實(shí)的情境資源。教師可以在教學(xué)中將“科技探索之路”欄目中的素材作為情境，讓學(xué)生在真實(shí)情境中體會(huì)科技的發(fā)展進(jìn)步。

例如，在第2章“細(xì)胞工程”教學(xué)過(guò)程中，教師可以運(yùn)用“科技探索之路”欄目創(chuàng)設(shè)情境，引入“試管兔”“克隆羊多莉”“體細(xì)胞克隆猴”等科學(xué)史資料，讓學(xué)生體會(huì)生物科技為生活帶來(lái)的便捷、感受生物科技對(duì)社會(huì)的推動(dòng)作用。在創(chuàng)設(shè)情境后，教師可提出問(wèn)題：“這些生物是如何被培育出來(lái)的？需要用到哪些生物技術(shù)？”從而以問(wèn)題為主線開(kāi)展教學(xué)。教師運(yùn)用情境并將其作為學(xué)生學(xué)習(xí)的鋪墊，提出與知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題，能夠充分激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。

3.3 開(kāi)展辯論，擔(dān)當(dāng)職責(zé)

教師在課堂中運(yùn)用辯論的方式展開(kāi)教學(xué)，契合教材獨(dú)有的特色，能夠發(fā)揮學(xué)生思維的開(kāi)放性與學(xué)習(xí)的自主獨(dú)立性，與高中生的心理特點(diǎn)相符合。教師可以將“科技探索之路”欄目的內(nèi)容作為辯題，讓學(xué)生基于一定的論點(diǎn)、論據(jù)展開(kāi)辯論，讓學(xué)生在思維的碰撞中學(xué)習(xí)知識(shí)。

例如，在第4章“生物技術(shù)的安全性與倫理問(wèn)題”教學(xué)過(guò)程中，教師可以結(jié)合“科技探索之路”欄目中的問(wèn)題“你會(huì)選擇轉(zhuǎn)基因食品嗎？”開(kāi)展辯論。教師可將學(xué)生分為兩組，一組作為正方，立場(chǎng)為“會(huì)選擇轉(zhuǎn)基因食品”，另一組作為反方，立場(chǎng)為“不會(huì)選擇轉(zhuǎn)基因食品”，讓學(xué)生在課前進(jìn)行事實(shí)的分析和證據(jù)的收集，并在課堂上展開(kāi)辯論。教師在課堂辯論結(jié)束后需要進(jìn)行總結(jié)，明確我國(guó)對(duì)于生物科技的立場(chǎng)，給學(xué)生樹(shù)立正確的思維方向。

4 結(jié)語(yǔ)

筆者倡導(dǎo)教師在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的過(guò)程中應(yīng)利用教材中 “科技探索之路”欄目進(jìn)行教學(xué)，讓學(xué)生體會(huì)科學(xué)技術(shù)及生物技術(shù)的發(fā)展在社會(huì)中的應(yīng)用，從而更好地引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)，樹(shù)立合理運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)推動(dòng)社會(huì)發(fā)展的觀念。此外，科學(xué)技術(shù)本身也在不斷發(fā)展，教師在使用“科技探索之路”欄目進(jìn)行教學(xué)時(shí)，也需要關(guān)注當(dāng)下科技發(fā)展的新動(dòng)態(tài)，靈活地與“科技探索之路”欄目?jī)?nèi)容相融合并進(jìn)行教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

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