指向非形式推理的社會(huì)性科學(xué)議題教學(xué)實(shí)踐

摘要：在課堂中設(shè)置社會(huì)性科學(xué)議題（SSI）是提升高中生核心素養(yǎng)、促進(jìn)非形式推理能力的有效途徑。本文通過整合社會(huì)性科學(xué)議趣的特點(diǎn)和模式，構(gòu)建了“感知議題－整合概念－厘清爭議－科學(xué)評(píng)價(jià)”四個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)模式，并以“人類基因編輯”這一社會(huì)熱點(diǎn)問題為例開展教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行推理、論證和科學(xué)決策，從而使其具備科學(xué)的思維方式和正確的價(jià)值觀。

關(guān)鍵詞：社會(huì)性科學(xué)議題；非形式推理；人類基因編輯

文章編號(hào)：1003-7586（2024）05-0019-03 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

隨著科技的飛速發(fā)展和社會(huì)生活的變革，人們開始意識(shí)到個(gè)人生活、科學(xué)學(xué)習(xí)已無法游離于社會(huì)環(huán)境之外。這一情形下，學(xué)生非形式推理能力的培養(yǎng)顯得尤為重要。非形式推理（informal reasomng）是指對(duì)結(jié)構(gòu)不良的、用自然語言表述的、答案開放的問題進(jìn)行的歸納式推理，它不僅與人們的日常生活、學(xué)習(xí)和工作息息相關(guān)，而且在企業(yè)經(jīng)營，相關(guān)專家對(duì)國內(nèi)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(xué)習(xí)、生活中必需的能力，決定人們的生存和發(fā)展。因此，學(xué)生非形式推理能力的培養(yǎng)是新時(shí)代背景下的迫切所需，教師要完善教學(xué)課程設(shè)置，在課堂中融入對(duì)學(xué)生非形式推理能力的培養(yǎng)。

社會(huì)性科學(xué)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(huì)連接，將其融入學(xué)科教學(xué)，從而有利于促進(jìn)學(xué)生非形式推理能力的發(fā)展和學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。

1社會(huì)性科學(xué)議題

社會(huì)性科學(xué)議題是指科學(xué)技術(shù)發(fā)展引發(fā)的社會(huì)問題，是涉及倫理道德、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人類健康和環(huán)境保護(hù)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(dòng)物器官進(jìn)行人體器官移植、濕地開發(fā)等?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)>）在課程目標(biāo)、內(nèi)容等部分都有提及SSI。因此，將SSI引入課堂對(duì)《課程標(biāo)準(zhǔn)》要求的達(dá)成具有重要價(jià)值。

2社會(huì)性科學(xué)議題教學(xué)模式

本文借鑒學(xué)習(xí)環(huán)教學(xué)模式，形成了側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生非形式推理的SSI教學(xué)模式（見圖1），引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)SSI、理解學(xué)科核心概念、參與議題探討和推理，從而有效加深其對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解及非形式推理能力的提升，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的功能性科學(xué)素養(yǎng)，構(gòu)建正確的社會(huì)價(jià)值觀體系。

3“人類基因編輯”議題教學(xué)

“基因組編輯”是人教版普通高中教科書《生物學(xué)·必修2·遺傳與進(jìn)化》（以下簡稱“教材”）第5章課后“生物科技進(jìn)展”欄目內(nèi)容。雖然在教材中所占篇幅少，但涉及了“基因的本質(zhì)”“基因的表達(dá)”“基因突變及其他變異”“基因工程的基本操作程序”“生物技術(shù)的安全性與倫理問題”等部分內(nèi)容。因此探討人類基因編輯議題需要學(xué)生整合相關(guān)知識(shí)，科學(xué)認(rèn)識(shí)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(xué)生通過分析、推理人類基因編輯的利弊，從而認(rèn)同大概念“生物技術(shù)在造福人類社會(huì)的同時(shí)也可能會(huì)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(jù)如圖1所示的框架展開教學(xué)。

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(shù)，將胎兒體內(nèi)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(shù)在疾病預(yù)防領(lǐng)域的歷史性突破還是違背倫理道德的瘋狂實(shí)驗(yàn)？學(xué)生陷入兩難，并對(duì)人類基因編輯技術(shù)的倫理性和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展等方面產(chǎn)生爭議。

3.2整合概念

在議題討論前，教師要求學(xué)生繪制以基因?yàn)楹诵脑~的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)運(yùn)用所學(xué)生物學(xué)知識(shí)結(jié)合實(shí)例，深刻理解基因編輯。①通過“基因的本質(zhì)”和“基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成”理解基因編輯的原理。例如，CCR5基因指導(dǎo)CCR5蛋白的合成，繼而為HIV感染T淋巴細(xì)胞提供了路標(biāo)，將其敲除阻斷了病毒的侵入，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)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(xiàn)的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。例如，“脫靶效應(yīng)”仍是沒有解決的技術(shù)難點(diǎn)。③通過“基因與性狀的關(guān)系”，理解基因調(diào)控機(jī)制的復(fù)雜性。例如，基因與性狀并非一一對(duì)應(yīng)，基因與基因、基因與表達(dá)產(chǎn)物、基因與環(huán)境有復(fù)雜的相互作用。

教師提供資料：導(dǎo)致鐮狀細(xì)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(fēng)險(xiǎn)。CCR5基因的缺失是否有其他風(fēng)險(xiǎn)？由此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)基因編輯的風(fēng)險(xiǎn)有了更深入的認(rèn)識(shí)。

3.3厘清爭議

教師在該階段的首要任務(wù)是引導(dǎo)學(xué)生圍繞議題多渠道、多方位搜集資料并進(jìn)行整合。人類基因編輯的利弊涉及科學(xué)與技術(shù)、倫理道德、政治、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)保護(hù)等多方面問題，內(nèi)容龐雜，故引入星形圖工具進(jìn)行輔助，引導(dǎo)學(xué)生綜合考慮現(xiàn)實(shí)生活中不同人群（如被基因編輯的患者基因編輯公司、執(zhí)法管理部門、被編輯人群后代等）的立場，全面、科學(xué)、系統(tǒng)地認(rèn)識(shí)人類基因編輯的利弊（見圖2）。

該階段，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用整合的生物學(xué)知識(shí)、案例和邏輯對(duì)基因編輯技術(shù)的科學(xué)原理、技術(shù)局限和對(duì)政治、經(jīng)濟(jì)、生態(tài)可能造成的后果進(jìn)行思考和梳理。同時(shí)教師要深入每個(gè)小組，探查討論情況，關(guān)注學(xué)生的證據(jù)是否真實(shí)，來源是否可靠，及時(shí)對(duì)存在錯(cuò)誤的材料進(jìn)行糾正。師生共同查閱其他資料完成求證，從而引導(dǎo)學(xué)生形成正確的推理方式和科學(xué)的態(tài)度。

在星形圖的幫助下，學(xué)生結(jié)合自身對(duì)議題的全面認(rèn)識(shí)，提出自己的主張，并與持有相同主張的學(xué)生組隊(duì)整理論據(jù)，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(xué)生不僅對(duì)自身的主張有深入的思考，對(duì)其他主張和可能論據(jù)也強(qiáng)化理解，做好充分的準(zhǔn)備進(jìn)行反駁或者吸納對(duì)方論據(jù)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(bào)告（見表1）。

3.4科學(xué)評(píng)價(jià)

在評(píng)價(jià)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)知遵守法律法規(guī)，答案是開放性的，主要強(qiáng)調(diào)推理的基本流程和基本要素，關(guān)注學(xué)生考慮到的推理取向模式以及每個(gè)模式下的推理過程。按照錢奇蘭編制的非形式推理評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的非形式推理過程進(jìn)行科學(xué)的定性評(píng)價(jià)，通過自評(píng)、互評(píng)和師評(píng)反饋結(jié)果，幫助學(xué)生明確自身問題，再次梳理推理過程，體會(huì)非形式推理過程中邏輯嚴(yán)密性，培養(yǎng)申辯思維（見表2）。

4結(jié)語

通過本節(jié)SSI教學(xué)，學(xué)生將基因的功能、基因突變和基因工程等生物學(xué)知識(shí)整合應(yīng)用于真實(shí)社會(huì)情境，對(duì)“你支持人類基因編輯嗎”進(jìn)行論證和推理，以小組學(xué)習(xí)的形式讓學(xué)生不斷思辨交流、觀點(diǎn)交鋒，多角度、跨學(xué)科、多立場地綜合判斷人類基因編輯問題，從而推動(dòng)學(xué)生非形式推理能力的發(fā)展和道德倫理觀念的形成。