“选修3现代生物科技专题”的教学建议(吴举宏)

“选修3现代生物科技专题”的教学建议吴举宏（江苏省中小学教学研究室江苏南京210013）1准确解读课程目标，理清教材内容脉络遵照“为了满足学生多样化的需要”、“拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解”的课程设计思路，“选修3现代生物科技专题”模块的课程定位是“以专题形式介绍现代生物科学技术一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景，以开拓学生的视野、增强学生的科技意识，为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础”。为此，“选修3现代生物科技专题”模块选择了5大专题，即基因工程、细胞工程、、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题和生态工程，共编写了14个小节的内容。通过研读教材不难看出本模块的课程价值在于：与时俱进，紧跟时代前进的步伐；强化技术，认识技术科学的互动；关注应用，增强社会进步的责任；升华情感，继续发展探究能力。为了帮助学生建构本模块的知识体系，我们可以将教材内容的脉络归结为：从分子水平到细胞水平，从细胞水平到个体水平，从个体水平到生态系统水平，从关注技术到关注伦理。“专题1基因工程”是在分子水平上让学生了解DNA重组技术的基本工具、基因工程的基本操作程序和应用，以及正在崛起的蛋白质工程；“专题2细胞工程”让学生在细胞层次上领略植物细胞工程和动物细胞工程的基本步骤、原理和应用，以及前沿动态；“专题3胚胎工程”从体内受精和早期胚胎发育、体外受精和早期胚胎培养和胚胎工程的应用及前景三个方面介绍个体发育过程和胚胎工程技术，这属于个体水平的内容；“专题4生物技术的安全性和伦理问题”和“专题5生态工程”两个专题则更多地从生态系统层次关注人类与环境的和谐、均衡和可持续发展问题。前三个专题重点关注技术理性，而最后两个专题则转向关注安全伦理等人性化问题，这不仅是技术上的发展，更是情感上的升华，这使我不禁想起项贤明先生的话语：“科学世界是我们进修理性的营地，我们建在异乡的家园；生活世界是我们故乡的家园，我们最根本意义的家，我们生命的根”，我们在理解教材和设计教学时不妨不断重温这句话。仔细研读课程标准，准确把握教学目标，是实施教学的前提。选修3模块的5个专题，具体内容标准为17项，其中“简述”8项、“举例说出”6项、“关注”2项、“讨论”1项。由此可以说明：在知识性目标方面，以了解水平为主；在情感性目标方面，以感受水平为主；在技能性目标方面，以资料收集、交流讨论为主。这样的学习目标定位符合学生的认知水平和教材内容的深度，因为本模块的教材内容介绍的是现代生物科技的前沿技术和动态，内容本身难度较大，其中一些科学领域尚在起步探索阶段，因此教材内容和教学要求不应过深、过细和过全。我们在制定江苏省“高考考试说明”（以2008年为例）时，纳入考试范围的共16个知识点，其中13个知识点的考查等级为“了解”，3个知识点的考查等级为“理解”，而考查等级为“应用”水平的知识点则没有，全卷分值为15分左右，约占全卷满分值的12.5%。2加强必修选修联系，精心设计学生活动江苏省从2005年秋季步入新课程，至今已经完成第一轮新课程实施工作，从大部分地区使用人教版教材的情况来看，课程改革稳步推进。目前在省教育厅组织之下，正在对首轮课程改革进行总结和反思。下面结合自身三年高中教学的亲身经历，对“选修3现代生物科技专题”的教学实施提出一些建议。关于选修3模块教学，我们现在提出的实施原则是：不要用必修的标准设计教学，不要将教学变成专题讲座，不要割裂必修与选修之间的联系，不要忽视学生活动的设计。回想当初刚刚实施新课程、使用新教材时，存在着这样一些误区：用必修教材的学习目标定位本模块的学习，于是在教学中普遍存在过深过难的现象，加上现代生物科技领域本来还处在不断探索阶段，大家总想把相关问题搞清搞透，于是从教师到学生都存在力不从心、精疲力竭的感觉；因为教材确定为“专题”，不少学校和教师误认为“专题讲座”，甚至出现几百号人在会堂中集中听讲座的教学场景；一些教师在教学设计和实施时，将必修教材束之高阁，一心一意进行选修模块的教学，严重割裂了必修和选修知识的联系，忽视了前后知识的照应和综合，出现了前学后忘、教学效果低下的现象；在课堂教学中满堂灌、一言堂的现象有所抬头，甚至不少课堂教学是在学生看看书、理理笔记、做做作业中完成的。为了走出上述误区，对选修3模块实施有效教学，我们在不断研究和完善的基础之上，总结了如下一些做法，供大家参考。2.1活化课程资源和信息技术选修3模块的内容中有相当一部分是关于现代生物科技的应用、动态和前景，因为教材编写的篇幅限制和出版周期较长的影响，加上现代生物科技日新月异的发展，照本宣科式的讲解不仅让学生感到索然无趣，也难以培养学生搜集、处理信息的能力，因此如何让课堂活起来、火起来，我们的体会是：活化课程资源，整合信息技术。从存在位置区分，课程资源可以分为校内资源和社区资源，校内图书馆和网络系统可以为我们提供大量信息，特别是现代网络资源丰富、鲜活，可以为学生学习本模块内容提供强有力的支持，甚至可以将课堂搬到网络教室。经过实践证明，诸如“基因工程的应用”、“植物细胞工程的实际应用”、“胚胎工程的应用和前景”、“生物技术的安全性和伦理问题”等内容的学习，如果置于网络环境下，不仅学生兴趣盎然，而且学生搜集的大量实例比教材中的要鲜活得多，同时对于培养学生“利用多种媒体搜集生物学信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息”的能力，以及小组合作学习的能力都大有帮助。活化课程资源的另一层含义在于充分利用社区、村庄、牧区等资源，如转基因作物种植基地、生态农业园、种畜繁育基地、转基因食品区、污水处理厂、制药厂、养殖场、大学实验室、研究所等都是参观考察的好地方，像“生态工程的实例和发展前景”等内容就适合采用参观考察的方式进行学习。这些场所中活生生的实例都是学生接触社会、了解社会的好素材。通过参观考察，可以拓展学生的生物科技视野，增进学生对生物科技与社会关系的理解，提高学生社会实践能力和科学探究能力。2.2精心设计学生活动选修3模块中没有亲手实验、亲历探究等活动，但是不等于实施教学中没有学生活动，要切忌将本模块教学变成专题讲座的做法。为避免课堂变成一言堂，教师在设计教学时更要强化学生活动的设计意识，尽可能为学生创设主动参与学习的机会，具体做法有：利用网络资源，让学生自主搜集、整理和交流相关信息，学会引用真实实例、运用学科知识、阐述自己的观点和主张；设计一些问题讨论、话题交流、主题辩论等活动，活跃学生的思维，激励学生的表现欲，培养学生合作、交流的能力，如“生物技术的安全性和伦理问题”等内容的教学，采用这种形式的效果就很好；有选择地进行实地考察，撰写考察报告、展示考察成果，如“生态工程的实例和发展前景”等教学采取这种方式较为合适。需要指出的是，学生活动要精心设计，明确学生活动的目标、计划和成果，而且要安排成果交流和评价，避免学生活动放任自流、流于形式。2.3加强必修与选修的联系课程标准在描述各模块的关系时，专门配发了一幅“高中生物课程各模块关系图”，通过解读这幅图，不难理解必修部分对于选修部分的基础性，因此在选修模块教学时要力戒“让必修和选修分道扬镳”的做法，因为这种做法一方面肢解了必修与选修的内在的知识联系，割裂了科学与技术的有机联系，另一方面也不符合学生的认知规律和学习特点。必修部分的概念和原理是理解选修部分技术流程的关键，运用必修部分的知识可以进一步加深对现代生物科技的理解和把握；加强必修与选修的综合和联系，可以让学生深刻理解科学和技术的有机联系，一方面科学发展离不开科学实验，而科学实验需要一定的技术条件，因此科学离不开技术的支持，另一方面技术改进离不开科学的指导和引领，科学在促进着技术的发展，两者互相联系、互相促进；从学生的认知规律和学习特点来说，加强两部分的融合，可以使学生的学习融会贯通，提高学生知识综合能力，促进知识的内化过程，建构稳固的知识系统，避免出现“前学后忘”、“支离破碎”、“浮光掠影”等现象的出现。我们在选修3模块教学时，将必修与选修部分的内在关系进行了梳理，形成了如下主要的综合对应关系：基因工程—必修Ⅱ、细胞工程—必修Ⅰ、胚胎工程—必修Ⅰ、生物技术安全—必修Ⅲ、生态工程—必修Ⅲ。通过这样的知识融合，可以做到知识的触类旁通。2.4用好教材中的图解为了帮助学生直观了解现代生物科技知识和原理，教材中配发了大量的彩色图片。这些彩色的图片可以作为我们获取直观信息、梳理知识体系、进行发散思维的基础。在具体教学过程中可以根据教学目标和学生学情，认真设计使用方法，激发学生的思维活动。例如，右图为哺乳动物受精过程中某阶段的示意图，我们可以在新授内容时组织学生观看解读：什么是放射冠、透明带、卵黄膜、卵核和第一极体？该阶段正在发生什么？也可以去除教材中文字注释（如右图），用于课后回顾复习。2.5组织学生绘制流程图从选修3模块的内容来分析，主要包括两个方面：现代生物技术的流程，现代生物技术的应用，就其后者的教学方法在前文已经介绍过。关于现代生物技术的流程，我们经过三年多的教学实践认为，组织学生绘制生物工程流程图的做法效果较好。例如，关于“基因工程的基本操作程序”的学习，我们在师生交流互动后，通过学生自主绘制相关流程图进行课堂总结，教师提供一张参考图例（见下图）。2.6廓清容易混淆的知识选修3教材中出现了大量概念、术语，往往给学生的学习带来不少的困难。究其原因呢，可能有三：新的概念、术语量大面广，几乎在所有专题、小节中都会出现数量众多的概念、术语；教材中并没有这些概念、术语的明确定义，而且一般资料中也无法查考；因为是现代生物科技的前沿知识，有些概念、术语本来就存在模糊、混乱的现象，甚至有些问题科学上还没有定论。如何解决上述问题？我们的做法是：但凡课程标准中规定的学科核心概念，应列入概念教学的重点，对于容易混淆的概念采用比较教学法进行辨析，例如植物体细胞杂交与动物细胞融合这对概念，我们通过讨论交流，填写下面的表格进行概括；对于一些超越课程标准的概念、术语，我们指导学有余力的学生进行课后查考、学习，例如cDNA文库与基因组文库、启动子与终止子等；对于教材中表述模糊的问题，讲清概念的实质，例如单克隆抗体制备过程中与骨髓瘤细胞融合的到底是B淋巴细胞还是浆细胞（效应B细胞）？牛胚胎移植流程图中的冲卵冲出来的是卵细胞还是早期胚胎？组织学生弄清问题实质，答案非常明确；对于非常复杂或科学还没有定论的问题，建议有兴趣的学生在今后学习中给予关注，例如将目的基因导入微生物细胞中用氯化钙溶液处理为什么可以使细胞成为感受态？转基因食品到底能吃不能吃？目的基因导入受体细胞后如何分布？等等。总之，选修部分的学习坚持“实事求是、量力而行”的原则是非常必要的。（本文发表于2009年第7期《生物学通报》）