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·分子與細胞》第12頁將原教材中的科學(xué)前沿“組裝細胞”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“干細胞研究進展與人類健康”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)課程標準（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)濟社會發(fā)展新變化、科學(xué)技術(shù)進步新成果，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，促進認知結(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“細胞的基本結(jié)構(gòu)”的介紹相當于把細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于設(shè)計制作細胞零部件，并像搭積木一樣組裝出新的細胞，從拆分細胞到組裝零件，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胞“零件”（細胞核和各種細胞器等），在辨認和復(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胞、植物細胞、原核細胞等。同時，教師促進學(xué)生思考：如果進行人工合成生命的探索可以從組裝什么細胞開始？如何判斷是否己成功合成了生命？若想創(chuàng)造一種新細胞，從根本上需要改造什么？……這些問題不僅可以促進學(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，促進學(xué)生將當下學(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，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?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、從當下走向未來。