高中生物新课程中的STS教育

东山区教育发展中心   吴幸萍

 

第一节   STS的理念和实践

    STS是当今科学教育的重要趋向之一,不同的国家和地区,STS 教育的实施形式不同,在生物教育中渗透STS教育有着重要的意义,在STS教育中面临师资培训问题。STS以一种独特的教学形态出现,具有强调合作学习 ,重视课堂内外的结合和对社区资源的利用等特点,在实施STS教育中,要制定STS教育计划,根据各个模块的编写特点,选择适当的渗透STS教育的教学方式。

一、STS教育的产生与发展

STS,即科学(Science)、技术(Technology)和社会(Society),STS 教育是适应时代挑战,指导科学教育改革的新构想,其特征是以突出科学、技术与社会的相互关系和科学技术在社会生产、生活和发展中的应用为指导思想而组织实施的科学教育。

     第二次世界大战以后,在发达国家中,科学和技术的发展及应用都非常迅猛,如核技术、电子技术、新材料、信息技术、基因工程等。人类将以系统论、控制论、信息论为指导,以交叉科学、自然科学的新成就和思维科学的新进展为主要内容,形成一次新的科学革命。同时,科学转化为技术,技术形成生产力的速度超越历史上任何一个时期,新的科学技术成就及其产品正在大踏步地进入生产领域和生活领域。不仅如此,新的科学技术和高度发达的生产力又给社会提出了许多新问题:如核能是否应该不受限制地发展和利用;基因工程的研究是否应采取谨慎的态度;对人类生育的人工干预以及克隆技术会引发什么问题;对世界人口的增长应采取何种对策;怎样有效地利用资源,控制非再生性资源的消耗率;环境恶化怎样防止和消除等等。实际是科学技术的发展不断引起人和大自然的关系的讨论,而人和大自然关系的和谐调整,本质上是社会过程。新一代的教育如果不能获得科学、技术和社会生产、生活、发展相互关系的知识、技能、参与意识和正确的价值观念,最终将影响人类社会的生存和发展。从20世纪60年代开始,STS教育已经在许多国家和地区开展起来,并且成为科学教育领域中的一种主要力量。

我国的STS教育始于20世纪80年代。1984年,华东师范大学第二附属中学参加“国际APEID第三轮活动计划”——中学生早期素质教育的培养,标志着国内STS教育理论和实践研究的开始。1985年,中央教育科学研究所在苏州举办了中学理科教师能力研讨会,会后,北京等一些省区的部分中学和大学有组织地开展了STS教育的实验。1987年至今,STS教育研究先后被纳入国家教委“七五”计划,列入全国教育科学“八五”、“九五”和“十五”规划国家教委重点课题。有关STS教育的理论和实践的著作陆续出版,如浙江教育出版社出版的《STS教育的理论和实践》和《STS辞典》(袁运开、顾明远主编)等。还有学科开展STS教育的研究,如湖北省全省组织开展了《物理教育中的STS教育》专题研究。目前,全国开展STS教育的地区和实验学校不断增加。

2001年教育部颁布了全日制义务教育生物课程标准,明确提出通过生物学的学习,要求学生“知道生物科学技术在生活、生产和社会发展中的应用及其可能产生的影响”,“初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题”,“关注与生物学有关的社会问题,初步形成主动参与社会决策的意识”。2003年教育部颁布了普通高中生物课程标准,要求学生“了解生物科学知识在生活、生产、科学技术发展和环境保护等方面的应用”,“认识生物科学和技术的性质,能正确理解科学、技术、社会之间的关系。能够运用生物科学知识和观念参与社会事务的讨论”。首次把STS 教育明确地列入中学生物课程目标。这是我国科学教育改革一个新的里程碑,它同时也表明我国STS 教育进入了一个新的阶段。

二、 STS教育的主要内容和实施形式

1.STS教育的主要内容

   STS的基本精神在于把科学教育和当前的社会发展、社会生产、社会生活紧密结合起来。它既要考虑当代科学技术发展对教育提出的要求,又要研究社会成员对现代和未来社会生产、生活的发展作出的决策,并把这些汇集于教育。

STS教育主要强调如下方面内容:

1)突出科学和技术的社会环境;(2)强调知识的应用;(3)注重解决问题的技能的培养;(4)注重逻辑推理和决策能力的培养;(5)重视伦理和价值观;(6)面向未来的教育。

STS教育的根本目标是培养了解科学技术、并能参与科学技术决策和具有良好科学素质的人才。

2.STS教育的实施形式

在开展STS教育比较突出的国家如美国、加拿大和英国,其做法主要是在理科教学的大纲和教材中努力增加有关的内容,既反映了理科教学中理论和实际结合的趋向,又反映了理科教学对社会认识的某些方面的趋前性。还出现了STS系列的以问题为中心的课程,作为对传统理科教学的补充。

目前我国实施STS教育的主要形式有:在理科教育中渗透与延伸,作为素质教育实施的措施,在青少年科技活动和社会调查活动中开展,与学科教育相结合,开设选修课,开设必修课,各种传播媒介的宣传活动,等等。

三、开展STS教育的必要性

加强“科学、技术与社会关系”的教育,是很有必要的,因为理解科学、技术与社会的关系是21世纪学生科学素养的重要方面。

首先,科学不仅是一种特殊的知识系统,它还是一种社会事业,学生只有认识“科学、技术与社会关系”,才有可能全面的理解科学。

其次,科学技术已成为第一生产力,各国经济发展越来越依靠科学技术,同时,环境和资源问题日趋突出,人类选择合理的生活方式以及利用科学技术来解决环境和资源问题,走可持续发展的道路已成为人类必然的选择。学生只有认识“科学、技术与社会关系”,才有可能深入地理解社会。

再次,面对科学技术已经主宰世界,已经渗透到生产、工作、生活的各个方面,乃至对人类的思维活动都产生重大的影响,学生只有认识“科学、技术与社会关系”,才有可能为未来他们解决个人问题和社会问题奠定良好的基础。

所以,“科学、技术与社会关系”是现代科学教育内容的一个重要方面,20世纪80年代以后,国际上特别是发达国家十分重视它。如美国的《2061计划》指出:“为了确保所有学生具有科学基础知识,必须改变课程,减少教学内容的绝对数,软化或者排除僵死的科目界限,更多地注重科学、数学和技术之间的相互联系;指明科学事业是一个社会性事业,它强烈的影响人的思维和行为,同时又受人的思想和行为的影响;培养科学的思维方法。”

四、生物教育中渗透STS教育的意义

STS教育思想渗透到生物学教学的内容和方法中,就是要求增加学生对社会的了解和参与意识,增强对科学与技术、科学与社会、技术与人类生活等方面的关系的认识,从内容上去探索生物学课程怎样从纯科学的框架中解放出来,从方法上要更多地培养学生的参与、合作、交流、决策以及创新等能力探索从一些现实问题出发进行学习的最佳模式。传统的生物学教学与STS教育相比,前者往往对问题只要求一种正确的回答,而后者常要求学生用科学知识做出多种多样的决策;前者对问题缺乏价值判断,后者则要求从伦理、道德、社会责任感等方面去考虑问题;前者完全受教材制约,后者可以灵活地选用涉及当地和社会上的事件进行教学,而且课堂信息可以来自众多的学生网络,使学习气氛更加浓厚;前者视学生为训练的接受体,后者视学生为积极主动的参与者;前者对评估的要求是让学生重复、再现规定的信息,后者则重视对学生个性、创造能力的评价等。可见,STS教育对学生个性的发展和创新能力的培养都具有重要意义。

五、 STS教育的师资培训

课程改革面临的一个突出问题是师资问题。新课程对教师的教育观念、知识结构、教学能力提出了新的更高的要求。现任的教师基本上都是在“学科中心”课程的体制下培养出来的,他们的知识水平较狭窄,教学能力主要集中在传授知识上。在新课程实施中,教师面临两个挑战,一是教材涉及面广,要掌握好学科有关知识进行综合教学,有一定难度;二是要求在课堂上体现学生为主体,形成师生双边活动,教师深感对驾驭课堂活动的能力要求很不适应。

教师是新课程实施中的最直接参与者,新的课程计划成功与否,教师的态度,教师的素质是一个关键因素。STS教育的师资培训内容主要有:

1.先进的教学观念

教师要改变旧的教育观念,树立从以传授知识为中心转向科学方法为中心、从教师为中心转向以学生为中心的教学观。教师是教学过程的参与者和组织者,在学习中,教师要引导学生讨论、自主探究,让学生自己去发现问题、研究问题、独立解决问题。在课堂上,学生会海阔天空的提出各种各样的问题,有些问题教师一时答不出并不为奇,教师不大可能接触所有领域出现的新知识,但教师却可以通过组织引导学生课堂讨论或课外探索得出满意的答案。当然,教师也要通过继续学习,不断提高业务水平,适应教学的需要。

2.宽厚的知识功底和教学能力

知识功底不仅包括学科知识,还包括运用科学新知识、新发现、新成果的能力,以及收集、整理、分析信息的能力。作为教师不可能对所有的科学领域都非常精通,特别是当学生开展科学探究的活动后,教师会深感到自身知识的不足,因此教师要学会对基本教学资源的利用,这包括图书资料的查阅和搜集、动手实验和调查分析,特别是网络资源的利用。

教师要具备比较全面的综合的教学能力。在教学中要随机应变、因势利导,对学生的各种表现和提出的问题作出恰当的评价。

3.科学精神与科学态度

    实施STS教育教师应当有科学精神与科学态度。要善于质疑、积极进取、勇于探索、尊重事实和热爱自然等。

实施STS教育,要加强师资培训。培训的形式多样,可以是分阶段、有计划地分片组织教师进行培训,如生物教师参加化学、物理等知识的培训,以达成知识互补;也可以积极有效地开展教研科研活动。在培训的同时,要注意在教学过程中改善教师的组织结构,加强各学科教师之间的合作。如建立跨学科教学小组。

对在职教师的培训是提高教师素质不可缺少的一个方面,更为重要的要改革师范教育的课程、教材和教学,变单一的过窄的专业教学为通才教育基础上的专业教育,培养出新型的中学教师,从而保证课程综合化和个性发展的目标得以实现。师范院校的专业设置应根据教学改革的需要作出及时的调整,设置新的专业或建立主辅修制度,培养适应STS教育需要的新师资。

对现任教师分期分批进行培训,改进教学方法,提高课程理论素质,改善知识结构,尽快适应综合理科教学。

科学知识门类很多,信息量的增加,各学科之间联系日益密切,教师必须适应这一形式。其次,教育是一个开放的体系,要随时与社会取得平衡,科技的发展,生产的进步,不断向教师提出新的要求,教师必须有很强的调控能力和创新能力,主动的按照社会的需要来改变自己的知识结构。再者,加强教师的科研意识与科研能力。如果教师拥有这些能力,他们就易于更新观念,接受新课程,教师就有可能对课程改革起推进作用。

第二节  选修模块2:生物科学与社会的教学实施探讨

STS教育不同于传统的科学教育,其教学具有自身的特点,实施STS教育中,要制定计划,选择适当的教学方式。

一、STS的教学特点

STS以一种独特的教学形态出现,这种教学形态不同于传统的科学教育。STS教学是一种以建构主义为基础的教学,它有以下几个特点。

1.强调合作学习 

整个教学过程以学生为中心,教学的形式更加丰富,如讨论、角色扮演、辩论、实验活动、专题研究、参观、调查、展示、作决策等。教师是教学过程的参与者和组织者,是学生学习的合作者、指导者和服务者。教学过程既是学生解决问题的过程也是学生生活的一部分,真正使课程、使教学还原为学生的生活。

2.重视课堂内外的结合和对社区资源的利用

   多样化的教学方式打破了课堂的界限,很多教学需要走出课堂进入社区完成,参与教学的人员也不仅仅是教师,还包括其他的社会人力资源。

3.主要以问题为导向的主题教学

将日常生活、社会问题的相关议题容入问题导向的主题教学中,重视学生经验的获得,重视解决问题的过程。比如提出问题,让学生产生对科学及社会问题的关注,重视让学生去搜集和分析所得到的信息,在此过程中进行探究,然后用于解释社会问题,培养如何做决策、解决具体问题的能力。 STS教学对于培养对社会问题的关心,培养解决问题的能力和进行

价值判断的能力具有不可替代的作用。

4.强调综合

STS议题所提供的社会的背景和综合的任务,使学生能在更广阔的社会背景下考虑科学技术问题,使科学的理性精神中融入了人文关怀,比如对社会问题的关注,社会责任感等。学生在合作学习中获得解决问题所需要的完整的知识和方法,提高了学生运用科学、技术解决生活和社会问题的能力。

二、生物教育中实施STS教育应该注意的问题

1.不是用STS教育削弱生物学教学

   生物学教学中实施STS教育,不是用大量的科技发展新知识在生物学教学中堆积,来削弱生物学基础知识的掌握和方法技能的培养,不是每一节课都要生硬地贴上STS教育的标签。它是以生物学教学的某些内容为STS教育的切入点,是STS教育在生物学教学中的自然的渗透。

2.把握好实施STS教育的尺度

生物学教学中渗透STS教育,不同于专业的STS课程,它不要求学生全面地系统地学习STS理论,只要求学生了解STS最基本的观念,初步运用这些观念来分析、解决实际问题。因此,在实施STS教育时,不能加重学生负担,内容不要过深过多。

3.实施过程中重视体现STS教育的特点

实施STS教育要重视体现STS教育的开放性、参与性、多样性和综合性等特点,要重视让学生进行自主的学习和探究,在探究和实践中体验,去认识科学技术与社会的关系,从中受到教育。

三、STS教育计划的制定

实施STS教育需要制定一个科学的、合理的、可行的教育计划。制定STS教育计划的一般步骤如下:

1.确定教材中STS教育的渗透点;2.根据STS教育资源筛选在渗透点进行STS教育的内容;3.根据STS教育目的 、内容确定教育的活动形式;4.形成内容、形式、时间三落实的STS教育计划。

STS教育计划中的内容和活动形式要根据STS教育资源和教学条件的变化,适时进行修改和完善。

人教版生物选修2生物科学与社会STS教育计划如表1所示。

1    生物选修2生物科学与社会STS教育计划

渗透点

  STS教育内容

STS教育活动

生物科学与健康

1.  合理使用抗生素

2.  基因芯片技术的应用、基因治疗

3.  试管婴儿、预防性传播疾病

 

 

课堂教学渗透

 

 

生物科学与农业

1.  克隆哺乳动物技术

2.  转基因生物

3.  动物疫病的防治

4.  绿色食品的生产

 

5.设施农业

课堂教学渗透

课外阅读、社会调查

课外思考讨论

课外参观、调查或搜集资料分析

课外阅读

生物科学与工业

1.  微生物发酵的应用

2.  生物技术制药行业

社会调查

课外阅读

生物科学与环境保护

1.  生物性污染的防治

2.  生物资源的合理利用

3.  倡导绿色消费

 

搜集资料举办一期专刊

 

4.  污水的处理

课外参观

 

课堂渗透是生物教育中实施STS教育的最基本、最普通的形式。教学中,STS教育内容可以根据生物课堂教学设计的要求,灵活地安排在课堂教学的新课引入、进行新课、复习巩固和练习等各个环节。 课堂渗透STS教育的教学方式是多样的,课堂教学的空间也不一定局限于课室,可以在校园,可以到社会实践的现场进行教学。

四、STS教育的主要教学方式

1.  教材的编制特点

选修2模块选用了问题中心模式,选编的问题来源于社会,来源与生活。这些问题分布在四大领域中,包括生物科学与农业、生物科学与工业、生物科学与健康、生物科学与环境保护四部分。能使学生较全面地了解生物科学技术应用的现状和发展前景,引导学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术;能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与他们的日常生活密切相关,并能对科学、技术、社会的相互关系形成正确的认识。

2.主要的教学方式

本模块主要采取问题解决的方式来组织教学,要求学生主动参与到教学过程中来,学生通过亲自体验某个科学论题的由来和过程,从中可在方法、知识、思维、能力等方面得到科学素质的训练。设计问题的顺序是:背景材料→科学知识→实践活动→巩固练习→阅读材料。“背景材料”(“从社会中来”栏目)能帮助学生积累一些感性体验;“科学知识”由浅入深地介绍知识的原理、应用;“实践活动”把学生的学习活动引向深入,通过参观、调查、展示收集到的资料等活动,使学生对所学问题有一个完整的认识;“巩固练习”(“到社会中去”和“思考与探究”栏目)侧重于对问题的分析和讨论,使学生深刻认识到生物科学和技术与人类社会发展息息相关,生物技术已应用于农业、制药、饮食、医学、能源、环境等众多领域;“阅读材料”(“拓展视野”栏目)进一步扩大学生的视野,提供更多的信息。

《普通高中生物课程标准(实验)》指出,教师应注意结合与学生生活密切相关的问题进行教学,引导学生开展相关的调查、讨论和探究活动,培养学生的参与意识,帮助学生形成正确的价值观念,提高社会责任感。下面通过案例4-1来说明如何通过问题解决的方式来组织教学。

 

案例1                    基因诊断与基因治疗

本案例是人教版生物选修2生物科学与社会》中的内容,该节在《普通高中生物课程标准(实验)》中的教学要求是“简述基因诊断与基因治疗”。其具体学习目标是:

1.概述基因诊断技术的原理;

2.简述基因芯片技术及其应用;

3.说出基因治疗的步骤;

4.举例说明基因治疗的应用。

5.  体验科学技术发展的积极作用,认同新技术发展可能带来相关的社会问题。      

学习过程

教学说明

导入新课:

从背景材料——SARS热点问题引出基因诊断。

教师讲述:

基因诊断的概念——用放射性同位素、荧光分子等标记的DNA分子做探针,利用DNA分子杂交原理,鉴定被检测样本上的遗传信息,从而达到检测疾病的目的。

提出问题:

常规检查方法不能做到肿瘤的早期诊断,用什么新方法可以对肿瘤早期做出准确的诊断?

学生阅读、师生共同总结:

基因诊断可以对肿瘤早期做出准确的诊断,其原理和过程:制备DNA分子探针→提取组织细胞DNA并热处理成单链DNA→对单链DNA分子进行PCR技术扩增,将获得的DNA热处理得到大量的DNA单链→将DNA转到尼龙膜上→将探针与尼龙膜上的DNA分子进行杂交,如果尼龙膜上含有突变基因,就会形成特定颜色的杂交斑。

进一步思考:

普通的基因诊断不能通过一次检测就查出多种肿瘤。那么,怎样才能用尽可能少的样品和尽可能少的检测次数,检测出尽可能多的肿瘤种类呢?

教师引导,学生自主学习:

学生阅读和分析基因芯片的含义。

讨论基因芯片技术在生物医学上的应用:1.发现疾病相关基因;2.用于传染病的检测;3.基因芯片技术与医学行为的改变。

教师根据学生的学习情况,指出正确和不足。

教师进一步引导:

对同一种疾病,采用同一疗法,为什么会产生不同的结果呢?

学生阅读讨论,师生共同总结:

阅读分析:基因芯片技术不仅能做到快速、准确地诊断疾病,还可指导医生针对不同患者的基因活动特点,使用不同的治疗方法,进行个体化的治疗;基因芯片技术还有助于发现不同个体对疾病易感性的差异,及早预测将来患某种疾病的风险。

讨论:基因芯片技术带来的一些负面效应。

师生共同总结:基因芯片技术导致了对疾病的诊断方法,存在着误用有关信息的可能。技术的发展和利用会带来伦理问题及误用有关技术的潜在危险,社会需要建立道德标准,以规范技术的使用。

学生阅读分析,归纳:

阅读分析:基因治疗的概念;基因治疗复合型免疫缺陷疾病的过程;基因治疗的步骤。

归纳:基因治疗的三个重要步骤——选择治疗基因,将治疗基因与运输载体结合,使治疗基因在细胞内正常表达。

提出问题,组织学生讨论:

从一个美国女孩在接受腺病毒导的基因治疗中死于严重过敏反应的事件,引出基因治疗的安全性问题。

组织学生讨论基因治疗的安全性问题。

教师引导,学生分组讨论、交流:

学生讨论交流“到社会中去”栏目:用基因芯片技术对人进行检测带来的社会影响。

 

引导学生思考:

1.  什么是基因诊断?基因诊断与基因芯片有什么关系?人类基因组测序的完成对基因诊断和基因治疗有什么关系?

2.  根据基因芯片的工作原理,描述制作用于乳腺癌早期检测的基因芯片的大致步骤。

提供课外阅读材料:

基因芯片技术与新药的开发。

从学生熟知的问题出发,激发学习兴趣。

 

为学生进行本节的学习、讨论提供必要的知识。

 

 

 

 

 

 

培养学生归纳、总结的能力。

 

 

 

 

 

在已有知识基础上,提出进一步探究学习的内容。

 

 

 

 

 

 

 

 

提出新的问题让学生带着问题学习下一部分内容。

 

 

 

 

 

 

引导学生了解相关技术给临床医学领域带来的革命性变化,并关注由此引发的负面影响。

学生在讨论中相互启发,获对问题较完整的认识,体现合作学习的价值和乐趣。

 

 

 

 

 

 

 

 

通过引导学生讨论基因芯片技术如果被滥用可能引起的负面影响,来体现科学技术是一把双刀:既能给人们带来福音,也可能给某些人造成伤害。

 

检测本节所学的知识,并使知识得以运用。

 

 

 

使学生不断深入学习。

 

   本案例根据选修2教材内容的结构进行设计,教学内容着重于基因诊断、基因治疗原理及其在医学实践中的重要作用等方面的学习。设计思路是由问题出发、由学生已有的知识和技能出发,通过学生的探究活动以及提供必要知识的支持,使每个学生都能获得成功。教师设计了一系列阶梯状问题,最初的问题是学生熟知的、具有一定知识和技能基础的问题,而后面的问题则是建立在前面问题解决后所发展出的心智基础上,但又是学生能够解决的。这些问题解决的过程是科学的概念原理知识与相应的过程方法知识相结合的过程,是对社会生活经验进行整合和发展的过程,这将使学生的心智获得发展和提升。伴随着对这些问题的解决,也将逐步引导学生成功地迈进抽象的认识,形成开放式的、更具良好结构的知识体系。并能使学生更好地接受新知识和形成新技能,有利于他们继续学习。

 

 

第三节  STS教育在其他模块中的渗透

STS教育贯通于整个高中生物学课程中,在人教版选修2:生物科学与社会中体现得尤为突出,在人教版其它模块中,应以教材的知识体系为主干,合理选择STS的切入点,其内容的选择既要适应社会的发展,又要适应学生的身心发展水平和认知水平。一方面,要从科学、技术和社会的关系角度考虑,搜集最新的为大多数人了解的事件,体现内容的时代性和影响力,另一方面,要从学生的个人经验、认知能力,以及已有的知识和技能的水平出发,选择学生普遍关心的问题,使他们主动地探究和学习。

教学中,要充分挖掘教材栏目中的有关内容进行STS教育。主要从以下方面展开教学活动。

一、灵活处理教材正文中的STS内容  

教材的正文蕴涵了丰富的STS内容。以生物选修3现代生物科技专题为例,该模块以专题形式介绍了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。其中“植物细胞工程的实际应用”、“动物细胞培养和核移植技术”、“单克隆抗体的应用”、“胚胎工程的应用及前景”、“转基因生物的安全性”、“生物技术的伦理问题”、“生物武器”、“生态工程的实例和发展前景”等内容渗透了科学、技术、社会相互关系的教育。

1.运用案例教学法指导学生学习“资料分析”和“资料搜集和分析”栏目

案例教学法是指通过对一个具体实际情境的描述(即案例),引导学生对这些特殊情境进行讨论的教学方法。学生先搜集资料,阅读并研究案例,初步找出解决问题的对策。课堂上,教师引导讨论,让学生之间不同的观点和解决问题的方案在课堂上交锋,使学生在交流中增进对问题的认识和提高解决问题的能力、对社会问题的洞察力并激发创造潜能。

“资料分析” 和“资料搜集和分析”栏目如必修1中的“分析细胞呼吸原理的应用”、“健康的生活方式与防癌”、“干细胞研究进展与人类健康”、“社会老年化的相关问题”、必修2中的“转基因生物和转基因食品的安全性”、“通过基因诊断来监测遗传病”、“人类基因组计划及其影响”、必修3中的“艾滋病死因和免疫系统受损的关系”、“器官移植所面临的问题”、“评述植物生长调节剂的应用”、“人口增长过快给当地的生态环境带来哪些影响?” 和选修3中的“红豆杉的命运”、“长江洪水泛滥的原因、石油农业”等内容,都可运用案例教学法展开教学,通过具体事例帮助学生认识生物科学与社会发展的紧密联系。

2.运用问题讨论法开展教学

问题讨论法是指在系列问题导引下,在教师主导下的以生生、师生讨论为主要教学推进手段的教学方法。该教学方法能有效地促使学生主动的参与学习过程,从而充分地调动学习的积极性和主动性,学生在讨论中各抒己见,相互交流以形成信息的多面传递,充分发挥思维的“共振效应”,以其取长补短,相互促进,共同提高分析问题、解决问题的能力。

讨论中,教师作为组织者,在讨论前的准备和讨论中担任的角色等方面都起着非常重要的作用。教师可以从以下方面组织学生讨论。

1)讨论前让学生围绕讨论的主题准备发言提纲。

2)先进行小组讨论,在此基础上再组织全班讨论。

3)先从感兴趣的问题开始,再讨论抽象概括的问题。

4)讨论过程中,教师不应发表任何观点,以免影响学生的思维活动。

5)重视营造活跃的热烈的积极学习的讨论气氛,鼓励学生,尤其是平时少发言的学生发言。

6)可以让学生扮演不同方面的角色参加讨论,使得讨论更富于情景性。

如生物选修3现代生物科技专题“转基因生物的安全性”一节中的“论坛1:转基因生物与食物安全”、“论坛2:转基因生物与生物安全”、“论坛3:转基因生物与环境安全”、“辩论会:转基因食品可以放心地食用吗?”,还有“关注生物技术的伦理问题”一节中的“热点问题讨论1:有朝一日如果克隆人真的来了,我们应该怎么办?”、“热点问题讨论2:你支持设计试管婴儿吗?”、“热点问题讨论3:你要一张基因‘身份证’吗?”等内容都可以运用问题讨论法开展教学。

了解科学、技术、社会的相互关系,关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策,是生物科学素养的重要组成部分,也是培养学生对自然和社会的责任感的重要途径。

3.利用好必修本“与生活的联系”和“与社会的联系”栏目

必修本教材的正文中还设有“与生活的联系”栏目,如“必需氨基酸与非必需氨基酸”、“蛋白质的化学性质”、“脂肪类食物”、“饮食中的胆固醇”、“水盐平衡和酸碱平衡”、“癌细胞”、“咸的食物与细胞失水”等,“与社会的联系”栏目,如“人工合成的膜材料”、“饮料的浓度”、“与细胞膜有关的疾病”、“酶法生产”、“大棚种植蔬菜”、“空调病”“糖尿病”、“计划生育”、“人口增长曲线”、“种群的变化”、“温室效应”、“科学合理间伐”等。这些都是科学技术与社会生活、生产、发展相关的问题。教学中,教师应充分利用课本资源指导学生学习。

4.在课外学习和写作中深化STS教育

生物选修3现代生物科技专题“进展追踪”栏目中的“了解基因工程新进展”、“了解细胞工程新进展”、“了解生物技术安全性和伦理问题”和“了解生态工程新进展”等学习内容,在教学中,教师要积极引导和组织学生查阅报刊、杂志、互联网或搜集其他媒体资料,练习撰写专题综述报告。使学生在课外学习和写作中深化STS教育。

二、利用教材中的阅读栏目进行STS教育

教材中的“科学·技术·社会”、“拓展视野”、“科技探索之路”和“与生物学有关的职业”等阅读栏目编入了STS教育素材,以生物必修3最为丰富,具体内容如表2所示。

2  阅读栏目中渗透STS教育的内容

模块

栏目名称

内容

生物必修1:分子与细胞

科学·技术·社会

酶为生活添姿

与生物学有关的职业

医院里的检验师

生物必修2:遗传与进化

科学·技术·社会

DNA指纹技术

科学·技术·社会

基因治疗

科学·技术·社会

理想的“地质时钟

与生物学有关的职业

育种工作者

与生物学有关的职业

生物技术产业的研发人员

与生物学有关的职业

化石标本的制作

生物必修3:稳态与环境

科学·技术·社会

评价应用激素类药物的利与弊

科学·技术·社会

拒绝毒品,慎用心理药物

科学·技术·社会

艾滋病——威胁人类的免疫缺陷病

科学·技术·社会

立体农业

科学·技术·社会

生态农业

科学·技术·社会

恢复生态学及其应用

科学·技术·社会

关注生态伦理道德

与生物学有关的职业

神经外科医生

与生物学有关的职业

植保员

与生物学有关的职业

林业工程师

与生物学有关的职业

景观设计师

生物选修3:现代生物科技专题

科技探索之路

基础理论和技术的发展催生了基因工程

科技探索之路

生物技术引发的社会争论

拓展视野

神奇的基因芯片

拓展视野

话说哺乳动物的性别控制

拓展视野

是研究合作,还是基因资源掠夺

拓展视野

前景广阔的沼气工程

以上内容主要通过阅读和讨论等形式组织教学。

三、通过教材中的练习渗透STS教育

教材编制了一些STS内容的练习题,在必修教材中以“练习”栏目呈现,在选修3教材中则以“思考与探究”栏目呈现,具体内容如表3所示。

3  教材的练习中渗透STS教育的内容

模块

章节名称

练习题内容

生物必修1:分子与细胞

1章第1节从生物圈到细胞

拓展题:人工合成病毒的研究

2章第3节遗传信息的携带者——核酸

拓展题:核酸保健品

4章第1节物质跨膜运输的实例

拓展题:轮作

5章第1节降低化学反应活化能的酶

拓展题:加酶洗衣粉的商业广告

5章第4节能量之源——光与光合作用

拓展题:农业生产中光能的利用

5章细胞的能量供应和利用

自我检测中的知识迁移题:松土

思维拓展题:哈密瓜的种植

6章第2节细胞的分化

拓展题:细胞全能性、干细胞

6章第4节细胞的癌变

拓展题:癌症、肺癌

生物必修2:遗传与进化

6章第2节基因工程及其应用

拓展题:基因工程产品、转基因作物和转基因食品安全性

6章从杂交育种到基因工程

自我检测中的知识迁移题:育种方法

思维拓展题:基因工程与杂交育种和诱变育种

生物必修3:稳态与环境

2章第4节免疫系统

拓展题:造血干细胞捐献者资料库

2章第3节其他植物激素

拓展题:脱落酸、植物生长调节剂

4章第2节种群数量的变化

拓展题:鱼的放养

4章第4节群落的演替

拓展题:外来物种入侵

6章第1节人口增长对生态环境的影响

拓展题:企业生产造成的环境污染

生物选修3:现代生物科技专题

1.3基因工程的应用

基因工程应用和前景

1.4蛋白质工程的崛起

蛋白质工程

2.1.2植物细胞工程的实际应用

植物组织培养

2.2动物细胞工程

体细胞核移植技术、

动物细胞融合技术

3.2体外受精和早期胚胎培养

胚胎工程产业化

3.3胚胎工程的应用及前景

胚胎移植繁育良种奶牛技术、胚胎分割技术繁育良种奶牛

5.1生态工程的基本原理

桑基鱼塘

5.2生态工程的实例和发展前景

农业生态工程

教学中,教师要注意运用教材中的练习,使学生在新情景中应用知识,培养学生运用知识去分析和解决现实问题的能力,使科学、技术应造福与人类的价值取向得到强化。

四、积极组织学生开展实践活动

生物科学技术和社会关系密切,内容丰富。教材中编排了一些STS教育的调查、参观等实践活动,教师应引导学生通过图书、报刊、音像和网络等了解更多的信息,开展调查、研究、讨论等活动,理解生物科学技术对社会发展的作用,同时也了解科学技术可能带来的负面影响。

调查研究是生物教育中实施STS教育一项重要的实践活动。组织学生开展调查研究的主要目的有:认识社会问题的综合性复杂性;学习对社会问题进行探究的方法;培养为社会服务,关心公众利益的意识,增强社会责任感;培养用正确的价值观作指导,进行决策的能力。

在调查研究过程中,要求学生做到:能够发现和提出需要调查的问题;能够确定调查研究的内容和方法;能够对调查的数据、资料进行分析论证,得出结论;能够对调查研究的结果进行评估。

 

参考文献

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[2] 国家技术教育协会 黄军英等.美国国家技术教育标准技术学习内容.北京:科学出版社,2003.

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[5] 翁兰穗. STS模式在高中生物教学中的运用.课程·教材·教法.2002.8.45-48

[6] 汪新、杨小红、李敏.科学课教学论.合肥:合肥工业大学出版社,2004.80页.

[7]熊梅.当代综合课程的新范式:综合性学习的理论和实践. 北京:教育科学出版社,2001.

[8]袁运开、蔡铁权.科学课程与教学论.杭州:浙江教育出版社,2003.66-67.

[9]中华人民共和国教育部制定.普通高中生物课程标准(实验).北京:人民教育出版社,2003.35页.

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