高中生物現(xiàn)代生物科技專題在培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)

舒興彪 楊娟

摘 要：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。社會責(zé)任是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的組成部分，在發(fā)展學(xué)生責(zé)任擔(dān)當(dāng)中具有重要作用。同時(shí)通過介紹生物科技在解決社會實(shí)際問題中的應(yīng)用，可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科的興趣。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)科核心素養(yǎng) 社會責(zé)任 基因工程 細(xì)胞工程

引言

生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生物活動規(guī)律的科學(xué)。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力[1]。生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生通過學(xué)習(xí)生物學(xué)的知識與技能、思想與方法從而具備重要觀念、關(guān)鍵能力以及必備品格[2]。生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生知識、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的綜合體現(xiàn)[1]。生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任[1]。社會責(zé)任已成為21世紀(jì)公認(rèn)的合格公民的基本素養(yǎng)之一[3]。“社會責(zé)任”是指基于生物學(xué)的認(rèn)識，參與個人與社會事務(wù)的討論，做出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力[1]。社會責(zé)任側(cè)重于情感、態(tài)度、價(jià)值觀方面的內(nèi)容，是學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)目標(biāo)維度之一，同時(shí)它也屬于生物科學(xué)的非智力因素，是其他3個素養(yǎng)發(fā)展的動力和目的，能綜合體現(xiàn)其他3個素養(yǎng)的水平。利用現(xiàn)代生物科技專題相關(guān)生物工程的應(yīng)用可以為培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的“社會責(zé)任”提供理想的材料。

一、基因工程中“社會責(zé)任”的培養(yǎng)

1.設(shè)計(jì)問題

學(xué)生學(xué)完基因工程中的DNA重組技術(shù)的基本工具和基因工程的基本操作程序后，利用PPT展示普通棉花被棉鈴蟲毀壞的圖片。設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生思考：如何解決這一問題？在教學(xué)中請小組代表闡述解決辦法，有的小組的解決辦法是噴灑農(nóng)藥，然后利用PPT展示農(nóng)藥對環(huán)境的危害。讓學(xué)生知道為了保護(hù)環(huán)境不能長久噴灑農(nóng)藥來解決這一問題。啟發(fā)學(xué)生進(jìn)一步思考解決辦法。同時(shí)利用PPT展示蘇云金芽孢桿菌中的毒蛋白基因，啟發(fā)學(xué)生思考通過把不同生物的基因重組起來可以改變生物的性狀。

2.抗蟲棉花的培育

引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建抗蟲棉花培育過程，在構(gòu)建過程中體會生物科技解決人類實(shí)際問題。課后上網(wǎng)搜索基因工程解決人類問題的例子，在下節(jié)課上分組表達(dá)交流。

3.基因工程的應(yīng)用

（1）植物基因工程

利用PPT展示基因工程在培育抗蟲轉(zhuǎn)基因植物（水稻、棉花、大豆、蠶豆、煙草、蘋果等）、抗病轉(zhuǎn)基因植物（抗病毒番茄）、抗逆轉(zhuǎn)基因植物（抗凍番茄）及改良植物品質(zhì)（富含賴氨酸的玉米）中的應(yīng)用。

（2）動物基因工程

同樣利用多媒體展示基因工程在提高動物生長速度（轉(zhuǎn)基因鯉魚）、改善畜產(chǎn)品質(zhì)量及培育器官移植動物供體中的應(yīng)用。

（3）基因工程藥物

介紹基因工程在生產(chǎn)白細(xì)胞介素、干擾素、抗體、疫苗激素等的應(yīng)用。

（4）小結(jié)

隨著現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，生物科技的應(yīng)用越來越廣泛，基因工程在植物、動物和制藥中得到了廣泛的應(yīng)用。基因工程為人類解決了各種各樣的實(shí)際問題，為人類的生存和發(fā)展做出了很多重大貢獻(xiàn)。讓學(xué)生體會到學(xué)以致用，從而培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的“社會責(zé)任”。

二、細(xì)胞工程中“社會責(zé)任”的培養(yǎng)

1.植物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用

（1）植物繁殖的新途徑

利用PPT介紹植物細(xì)胞工程在農(nóng)作物微型繁殖、農(nóng)作物脫毒、制作人工種子中的應(yīng)用。

（2）作物新品種的培育

介紹植物細(xì)胞工程在培育單倍體、突變體中的應(yīng)用，同時(shí)把單倍體育種及突變體育種與傳統(tǒng)育種相比的優(yōu)點(diǎn)，以此突出植物細(xì)胞工程的優(yōu)越性。

（3）細(xì)胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn)

紫杉醇是一種具有良好療效的抗癌藥物，但只能從紅豆杉里提取，PPT展示人為了提取紫杉醇而剝紅豆杉皮的圖片。啟發(fā)學(xué)生思考不能為了提取紫杉醇任意毀壞紅豆杉。利用多媒體介紹利用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)抗癌藥物--紫杉醇中的過程，讓學(xué)生體會植物細(xì)胞工程在保護(hù)自然界瀕危珍稀植物物種中發(fā)揮的作用。

2.動物細(xì)胞工程的實(shí)際應(yīng)用

（1）體細(xì)胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景

利用PPT介紹尿毒癥患者的癥狀，提問學(xué)生尿毒癥的治療方法。小組思考交流尿毒癥治療的方法：血液透析腎移植。講解兩種方法的缺點(diǎn)，血液透析給患者帶來了很多的痛苦且要長期透析，而腎臟移植的缺點(diǎn)是腎來源少且不同個體的器官存在嚴(yán)重的免疫排斥反應(yīng)。啟發(fā)學(xué)生思考有沒有什么方法解決免疫排斥反應(yīng)？引入體細(xì)胞核移植技術(shù)解決異體器官存在免疫排斥反應(yīng)的問題。

（2）單克隆抗體的制備

在課前讓學(xué)生網(wǎng)上查閱癌癥及癌癥治療的方法，在課上交流。然后請學(xué)生代表分享癌癥治療的方法。總結(jié)：癌癥現(xiàn)目前主要采用“化療”和“物療”，兩種方法治療癌癥都有一定的效果，但是也有極大的副作用，比如“化療”過程中除了殺死癌細(xì)胞還把正常的細(xì)胞也殺死了。思考：有沒有什么藥物只辨別癌細(xì)胞且只把癌細(xì)胞殺死呢？

利用PPT展示“生物導(dǎo)彈”——單克隆抗體，講解其優(yōu)點(diǎn)：單克隆抗體可以定向識別癌細(xì)胞，在治療過程中只把癌細(xì)胞殺死而不會殺死正常癌細(xì)胞。單克隆抗體可以通過動物細(xì)胞工程制備，體現(xiàn)動物細(xì)胞工程在治療癌癥中的重要作用。

三、總結(jié)

生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的社“會責(zé)任”是指學(xué)生在學(xué)習(xí)了生物學(xué)知識后，能夠參與個人和社會事務(wù)，能做出理性解釋和判斷，能解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力。通過學(xué)習(xí)高中生物選修三生物科技專題中的基因工程和細(xì)胞工程在解決人類生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題中的應(yīng)用，達(dá)到培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)中“社會責(zé)任”的和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)科情趣的目的。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]黃麗.生物學(xué)核心素養(yǎng)在高中生物科學(xué)史教學(xué)中的體現(xiàn)[J].文理導(dǎo)航，2019（2）.

[3]李瑞雪，王健.高中生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)之社會責(zé)任：內(nèi)涵、進(jìn)階及教學(xué)建議[J].生物學(xué)通報(bào)，2019（54）：1-20.