2019年版人教版生物學(xué)教科書中與時俱進(jìn)的“科學(xué)前沿”

張艷娟

教材中的“科學(xué)前沿”欄目往往具有不可避免的“滯后性”，然而翻開2019年7月印刷的人教版高中生物教材卻面目一新，如《必修1·分子與細(xì)胞》第12頁將原教材中的科學(xué)前沿“組裝細(xì)胞”修改為“人工合成生命的探索”，補充了2018年8月公布的一項重大研究成果——人工創(chuàng)建單條染色體的酵母菌，第120頁將原教材中的“干細(xì)胞研究進(jìn)展與人類健康”替換成2017年公布的研究成果“世界上首例體細(xì)胞克隆猴的誕生”，等等。教材變化的用意何在？教師在教學(xué)中該如何處理這部分內(nèi)容呢？

1教材內(nèi)容變化的背景

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》指出：高中生物學(xué)課程要反映時代要求，要根據(jù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展新變化、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步新成果，及時更新教學(xué)內(nèi)容和話語體系，反映新時代中國特色社會主義理論和建設(shè)新成就。本次教材改版落實了課標(biāo)要求，體現(xiàn)了對最新研究成果和發(fā)展方向的高度敏感性，使“科學(xué)前沿”更加名副其實。值得注意的是，當(dāng)代生物科學(xué)在微觀和宏觀兩個方面都獲得了迅猛發(fā)展，僅2019年公布的世界十大科技進(jìn)展中就有6項與生命科學(xué)研究有關(guān)。高中階段的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容具有相對的穩(wěn)定性和歷史繼承性，教材不可能收錄所有最新研究成果，從內(nèi)容選擇上本次改版注重了前沿知識與基礎(chǔ)知識的過渡和銜接，傳達(dá)了最新的科學(xué)研究方法和思考方式，突出了我國在生物科技發(fā)展領(lǐng)域的新成就。

2課堂教學(xué)的處理策略

“科學(xué)前沿”為教學(xué)提供了更具時代性的教學(xué)資源，教師充分挖掘和恰當(dāng)使用才能更好地體現(xiàn)教材對學(xué)生核心素養(yǎng)形成和未來發(fā)展方向引領(lǐng)方面的教育價值。教師如何利用這些資源，達(dá)成最佳的教育教學(xué)效果呢？

2.1激發(fā)想象創(chuàng)新.提高學(xué)習(xí)熱情

教材受篇幅所限，很難詳細(xì)闡明研究成果的來龍去脈，“科學(xué)前沿”欄目更多地是起到拋磚引玉的作用。教師要加強專業(yè)素養(yǎng)，廣泛查找資料，了解相關(guān)科學(xué)技術(shù)的起源、現(xiàn)狀和未來，準(zhǔn)確把握相關(guān)科學(xué)技術(shù)在生命科學(xué)發(fā)展中的地位和意義，并在此基礎(chǔ)上設(shè)置有挑戰(zhàn)性的問題，激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)新能力，大膽憧憬科學(xué)技術(shù)發(fā)展的未來。例如，教材中的科學(xué)前沿——“人工合成生命的探索”，如果采用直接閱讀教材的方式，學(xué)生很難理解科學(xué)家要組裝支原體以及要創(chuàng)建只有一條線型染色體的釀酒酵母菌株的原因。教師可以先做這樣的鋪墊：人們研究和利用現(xiàn)有生物資源可以解決一些人類在健康、資源、環(huán)境等領(lǐng)域的問題，但還面臨著一些重大挑戰(zhàn)。例如，沒有一種微生物可以高效分解泄漏在海水中的所有石油;城市里的白色垃圾不能被及時降解;植物的光合效率還不夠高，世界上還有一些國家存在糧食短缺、能源匱乏等問題;如果人工合成生命的技術(shù)成熟了，就可以根據(jù)人們的不同需求“量身定制”人造生命，你想賦予生命什么樣的超能力？學(xué)生經(jīng)過頭腦風(fēng)暴和交流分享，生動地描繪了人工合成生命的廣闊應(yīng)用前景，大大增強了生物科學(xué)前沿技術(shù)的感召力，激發(fā)了深入探究的學(xué)習(xí)熱情。

2.2巧妙創(chuàng)設(shè)情境，銜接教材正文

科學(xué)前沿可以為深化教材正文的理解創(chuàng)設(shè)新穎的情境，幫助學(xué)生形成積極學(xué)習(xí)的意向，促進(jìn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)的完備，并在研究方法和思維方式上得到啟發(fā)和提升。例如，“人工合成生命的探索”可以作為第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”章末復(fù)習(xí)的新情境。教材正文中關(guān)于“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的介紹相當(dāng)于把細(xì)胞拆分成一個一個的零部件來單獨研究各部分的結(jié)構(gòu)和功能，而人工合成生命相當(dāng)于設(shè)計制作細(xì)胞零部件，并像搭積木一樣組裝出新的細(xì)胞，從拆分細(xì)胞到組裝零件，展示了一個全新的研究視角。教學(xué)時，教師可以用磁性貼紙制成各種細(xì)胞“零件”（細(xì)胞核和各種細(xì)胞器等），在辨認(rèn)和復(fù)習(xí)各部分結(jié)構(gòu)和功能的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生利用模型嘗試組裝動物細(xì)胞、植物細(xì)胞、原核細(xì)胞等。同時，教師促進(jìn)學(xué)生思考：如果進(jìn)行人工合成生命的探索可以從組裝什么細(xì)胞開始？如何判斷是否己成功合成了生命？若想創(chuàng)造一種新細(xì)胞，從根本上需要改造什么？……這些問題不僅可以促進(jìn)學(xué)生鞏固基礎(chǔ)知識，還可以使學(xué)生在模型構(gòu)建的真實體驗中感悟從簡單到復(fù)雜的科學(xué)研究方法，加深對結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念的理解。

2.3組織討論辯論，增強社會責(zé)任

科學(xué)前沿技術(shù)的發(fā)展往往具有兩面性。教師既有責(zé)任幫助學(xué)生了解生物學(xué)的發(fā)展如何改變和影響人們的生活，也要喚起和培養(yǎng)學(xué)生趨利避害、合理利用新技術(shù)的意識和能力。例如，人工合成生命及克隆技術(shù)的研究目前取得了一些重大突破，教師引導(dǎo)學(xué)生從根本上加深對生命的理解，使學(xué)生知道：對于高度動態(tài)、靈活調(diào)控、非線性且難以預(yù)測的復(fù)雜生命體系，人類的認(rèn)識還非常有限，大規(guī)模發(fā)展這些技術(shù)可能會給人類帶來難以預(yù)知的風(fēng)險。討論、辯論的學(xué)習(xí)方式能通過懷疑和求證、爭論和修正，有效培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，使學(xué)生認(rèn)同科學(xué)技術(shù)是把雙刃劍，增強其社會責(zé)任?？梢栽O(shè)置的辯題有“如果中國要大范圍制造和利用人造生命，你會投贊成票還是反對票”“如果大規(guī)?？寺∪?，你是否支持”等。

2.4引領(lǐng)生涯規(guī)劃，促進(jìn)終身發(fā)展

科學(xué)前沿弘揚了科學(xué)發(fā)展的最新成就，也讓學(xué)生感受到科學(xué)研究往往伴隨一個又一個困難，必須具備堅韌不拔的意志和創(chuàng)新思維才能攻堅克難。教師讓學(xué)生深入了解科學(xué)研究歷程，有助于青少年堅定理想信念，不斷克服學(xué)習(xí)中的困難。例如，從克隆羊到克隆猴需要攻克很多技術(shù)難關(guān)，學(xué)生可以通過角色扮演的方式深度體驗科學(xué)家的心路歷程。另外，科學(xué)前沿具有鮮明的時代性，其理論成果往往與新材料、新技術(shù)及新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有密不可分的關(guān)系。教師在教學(xué)中滲透這方面的知識，不僅能使學(xué)生學(xué)以致用，還能引導(dǎo)學(xué)生把個人的發(fā)展與國家的發(fā)展機遇結(jié)合起來，促進(jìn)學(xué)生將當(dāng)下學(xué)習(xí)與終身發(fā)展相連接，將學(xué)習(xí)內(nèi)容與職業(yè)世界相連接，及早樹立職業(yè)理想，激發(fā)學(xué)習(xí)動力，不斷完善和充實自我，促進(jìn)終身發(fā)展。例如，關(guān)于人工合成生命的研究，目前我國已有大學(xué)開設(shè)了相關(guān)課程，即合成生物學(xué)專業(yè)，教師可以播放視頻《合成生物學(xué)的發(fā)展趨勢和前景》讓學(xué)生進(jìn)一步了解。

“科學(xué)前沿”在教材中所占篇幅往往不長，但可以開拓學(xué)生認(rèn)識生命科學(xué)的視角，幫助學(xué)生感悟科學(xué)研究方法和科學(xué)研究品質(zhì)，促進(jìn)形成生命觀念、科學(xué)思維和社會責(zé)任等生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，可謂一舉多得。教材與時俱進(jìn)，教學(xué)更要與科學(xué)前沿接軌，教師要深入挖掘潛在的教學(xué)資源，積極探索恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)方法，使“科學(xué)前沿”引領(lǐng)學(xué)生從知識走向素養(yǎng)、從課內(nèi)走向課外、從當(dāng)下走向未來。