挖掘核心素養內涵，合理創生高中生物學選修教材
——以“動物體細胞核移植技術和克隆動物”一節為例

劉 丹

(人民教育出版社課程教材研究所 北京 100081)

2018年初，《普通高中生物學課程標準(2017版)》(以下簡稱“新課標”)正式頒布，指出高中生物學課程是以提高學生生物學學科核心素養為宗旨的學科課程，學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面[1]。核心素養的提出將引領生物學教學的變革，尤其是對于教學的重要工具——高中生物學教材的使用提出了新的挑戰。下面以“動物體細胞核移植技術和克隆動物”一節為例，談談如何挖掘核心素養內涵，合理創生高中生物學選修教材。

1 巧妙延伸教材，挖掘情境資源

情境對學生發展核心素養中的科學思維、責任擔當以及人文素養等都具有重要的價值[2]。情境的創設應該貫穿于整個教學的始終。教材中，通過“能不能用類似植物組織培養的方法使動物的細胞發育成一個完整的個體？”這樣一個問題情境來引入本節的內容。而從發展學生核心素養的角度出發，我們可以通過教材挖掘更多的情境資源。例如，教材中有一張用胚胎細胞克隆的猴的照片，如果進行延伸我們可以發現，在2017年底，我國科學家成功培育了轟動世界的體細胞克隆猴，教師可以結合這兩個情境提出問題： 克隆猴用到了什么技術？用胚胎細胞克隆猴與用體細胞克隆猴有什么不同？為什么體細胞克隆猴的誕生能夠轟動世界呢？這一系列問題都直接指向本節的教學內容，引發學生思考；而利用我國科學家取得重大科研成果的情境，也是在將愛國主義教育融入教學，增強了學生的民族自豪感和自信心。

發展學生生物學學科核心素養的一個重要方面是發展學生解決真實情境中實際問題的能力。在學習完本節知識內容后，教師同樣可以創設真實的問題情境，讓學生運用所學知識解決問題，而這也將有助于引導學生在今后的學習中，聯系真實情境主動地去發現、探究和創造。例如，通過本節的學習，學生了解到體細胞核移植技術還存在一些問題，教師可以結合本章“拓展視野——多利羊猜想”中關于多利羊死亡引發的克隆動物是否早衰的爭論，讓學生收集支持各方觀點的研究證據，并運用所學知識或質疑、論證，或認真分析、設計解決問題的方案。

2 準確把握教材，建構技術流程

體細胞核移植的過程是本節的教學重點和難點。在介紹這個過程之前，教材先給出了動物核移植的概念。但由于這項技術微觀、抽象，學生不好理解掌握。教學時，可以先讓學生結合已學的細胞生物學、遺傳學的知識和形成的生命觀念，如用“體細胞的核內含有生物體的全部遺傳信息，它具有調控一個細胞發育成完整生物體的潛能的觀點(信息觀)”來思考分析動物體細胞核移植技術的理論基礎，然后再進一步結合教材，精準闡明技術的概念、分類以及用這項技術克隆動物的難度等。

流程圖是用一些圖形符號和文字說明構成的圖示，它具有簡單明了、直觀形象的特點，教材利用了流程圖來呈現體細胞核移植過程，降低了學生學習的難度。其實，有了前面體細胞核移植的相關概念和理論學習的基礎，教學時不妨嘗試結合我國克隆高產奶牛的實例，先讓學生自主建構、繪制流程圖；學生完成后，教師再提出相關問題，引導學生分析推理；同時，適度拓展部分內容，幫助學生理解；最終與學生一起修正完善這一技術流程(圖1)。

在這個環節中，教師對教材的準確理解和把握非常重要。因為只有這樣，教師才能提出一系列精準的、有啟發性的問題。這些問題既可以是教材“討論”欄目中的問題，也可以是針對學生在建構時可能出錯、遺漏或者產生疑點的地方提出的問題。這樣，通過一個思考、修正、完善的過程，學生才能真正做到不僅知其然，還能知其所以然，他們的科學思維素養在無形中也得到了有效的發展。

3 科學變通教材，整合前后知識

除了前面提到的科學思維素養，通過本節教學還能發展學生的社會責任素養，而落實這一素養的關鍵是讓學生認識到體細胞核移植技術存在的倫理問題。

圖1 建構完善體細胞核移植過程的示意圖

教材在之后的專題4將詳細介紹生物技術的安全性與倫理問題，其中關于克隆人，我們知道，如果要克隆人，會用到體細胞核移植技術；克隆人存在的倫理問題與體細胞核移植技術存在的倫理問題在很多方面實際上是共通的。基于此，在教學時，教師就可以創生教材，聯系后面學生感興趣的克隆人的議題進行教學。這樣既可以讓有關聯的教學內容緊密地聯系在一起，便于學生遷移、理解以及系統構建知識網絡，又升華了本課學習的主題，引導學生關注和參與相關社會議題的討論，使教學更富有“素養”的品質。需要指出的是，這種知識之間的聯系教學并不代表今后教學內容的重復，而是讓核心素養實現一個“進階式”的發展。例如，本節的教學要求學生能對相關的社會熱點議題進行理性判斷；到了今后的進一步學習，則可能要求他們對這些議題進行科學判斷和評價。

4 充分利用教材，培養工程思維

新課標將原來的選修“生物技術實踐”“生物科學與社會”“現代生物科技專題”模塊統整為選擇性必修“生物技術與工程”模塊，更加注重了生物技術的工程實踐。在工程活動中，工程思維往往十分重要。工程思維是以系統分析和比較權衡為核心的一種籌劃性思維，發展學生的工程思維包括使學生能運用系統分析的方法，針對某一具體技術領域的問題進行要素分析、整體規劃，并運用模擬和簡易建模等方法進行設計；能進行簡單的風險評估和綜合決策等方面[3]。而發展學生的科學思維同樣包括讓學生能夠運用模型與建模、論證、評估等方法闡釋生命現象，解決實際問題。可見，工程思維與科學思維是相互補充、相互滲透的，兩者都是學生思維素養的重要組成部分。本節的教學可以充分利用教材從多個方面培養學生的工程思維。

首先，通過引導學生分析動物體細胞核移植技術的原理、建構技術流程，幫助他們深刻理解技術的概念。教材中較全面地介紹了體細胞核移植技術的應用前景和它可能存在的問題，教學時，要讓學生仔細閱讀教材這部分內容，使他們既看到技術進步帶來的積極影響，又認識到技術應用可能帶來的倫理問題，從而培養學生跨學科性的工程思維。一項工程實踐的成功，有技術因素，也有非技術因素，著眼于全方位、全因素的綜合性思維是工程思維的另一個重要方面。課后，可以讓學生對教材“思考與探究”欄目中的最后一個問題開展調查活動，同時適當充實調查的內容，如調查這項技術是否已經成功應用于生產實踐；如果并沒有應用，其限制因素又是哪些等問題，從而使學生認識技術與工程實踐的關系，培養綜合性的工程思維。

以上從科學思維、工程思維、社會責任等多個方面充分發掘了教材本節內容對發展學生核心素養的價值；并從打通知識之間的聯系(創造性地重組教材)、優化教材資源(補充相關問題、活動)等多個方面對教材進行了創生。高中生物學教材蘊含的資源是十分豐富的，基于核心素養，教材可以創生的空間遠遠不止這些，只要教師“吃透”教材，合理創生教材，就一定能實現核心素養在高中生物學教學中的落地！