STS教育在高中生物教學中的應用探究

摘 要：通過文獻綜述和教育實踐觀察，分析了STS教育在高中生物課程中的重要性，以及它如何促進學生的科學素養和社會參與.研究發現，STS教育可以提高學生的科學思維能力，培養他們的社會責任感，并促進跨學科學習.最后，總結了在生物教學中應用STS教育的一些建議.

關鍵詞：STS教育；科學素養；社會參與；跨學科學習；高中生物

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1008-0333（2024）03-0141-03

科學、技術和社會（STS）教育強調科學知識與社會問題之間的關聯，培養學生的批判性思維和社會參與意識，使他們更好地理解科學在現實生活中的應用[1].本研究旨在探究STS教育在高中生物教學中的應用，以及它對學生科學素養和社會參與的影響.

1 STS教育概述

STS教育，即科學、技術和社會（Science， Technology，Society）教育，強調科學、技術和社會之間緊密相互關聯的復雜性.它在高中生物教學中的應用旨在培養學生的全面素養，使他們能夠更好地理解科學知識與社會現實之間的相互作用.

2 STS教育在高中生物教學中的應用

2018年11月26日，南方科技大學副教授賀建奎宣布一對名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒于11月在中國健康誕生，由于這對雙胞胎的一個基因（CCR5）經過修改，她們出生后即能天然抵抗艾滋病病毒HIV.這一消息迅速激起軒然大波，震動了世界.

然而，這一事件引發了廣泛的倫理、法律和社會爭議，教師在教學高中生物必修2“基因和染色體的關系”內容時，引用該事件作為教學案例，凸顯了STS教育在高中生物教學中的重要性.

2.1 結合《基因和染色體的關系》拓展高中生物學識

基因編輯技術是一種先進的生物技術，它允許科學家修改生物體的基因序列，從而改變其性狀或功能.在引入這個案例之后，學生一定對基因編輯技術非常感興趣，教師可以給學生們介紹基因編輯技術的內容，拓展高中生物學識.例如：

（1）CRISPR-Cas9系統.CRISPR-Cas9是最常用的基因編輯工具之一.CRISPR是一種天然存在于細菌中的免疫系統，用于抵御病毒入侵.科學家發現了如何利用這一系統來精確編輯DNA.Cas9是一種酶，可用于切割DNA鏈.理論上，通過設計適當的RNA引導序列，Cas9可以精確地將DNA切割并導致基因突變[2].

（2）RNA引導.RNA引導是CRISPR-Cas9系統中的一部分，它是一段RNA序列，與目標基因的DNA序列互補配對.這種互補配對將Cas9酶引導到目標基因的特定位置，以進行DNA切割或編輯.RNA引導序列的設計是基因編輯的關鍵部分，它決定了編輯的準確性和特異性.

（3）DNA修復機制.基因編輯涉及對DNA的改變，而細胞通常會嘗試修復DNA損傷.有兩種主要的DNA修復機制：非同源末端連接（NHEJ）和同源重組（HDR）.NHEJ是一種相對不精確的修復方式，通常會導致插入或缺失的突變.HDR則需要提供一個外源的DNA模板來實現精確的修復，通常用于基因糾正.

（4）倫理和法律框架.基因編輯技術的理論框架還包括與倫理和法律相關的考慮.這些考慮包括確定哪些類型的基因編輯是合法和倫理的，以及如何確保在實驗室和臨床環境中使用這項技術時遵守法律和倫理準則.

（5）科學倫理.科學倫理涉及科學家在研究中必須遵守的倫理原則.

（6）應用領域.基因編輯技術的理論框架還包括各種應用領域，包括農業、醫學、生態學和生物研究等.

2.1.1 提出問題和疑慮

在教學中，引導學生思考和討論基因編輯嬰兒事件中涉及的科學和倫理問題.他們可以提出一系列問題和疑慮：賀建奎是否有足夠的科學依據來進行基因編輯？

基因編輯技術是否足夠安全，可以用于人類胚胎？

這一技術是否應該用于生殖目的，還是只應該用于治療目的？

基因編輯嬰兒的出生是否符合倫理原則和法律規定？

科學家在進行這項研究時是否考慮了潛在的風險和倫理考量？

這些問題可以激發學生的好奇心，并引導他們開始深入探究基因編輯嬰兒事件的各個方面.

2.1.2 分析證據和信息

學生在深入研究這一事件時，需要收集和分析相關的證據和信息.這包括科學文獻、新聞報道、倫理原則文件以及法律規定.通過仔細研究這些資料，學生可以了解賀建奎的研究方法、技術細節，以及該技術是否已經在動物研究中得到驗證.此外，學生還可以查閱國際倫理準則，了解全球社會對基因編輯嬰兒問題的看法，以及是否有相關的法律規定.

2.1.3 討論倫理和科學關系

基因編輯嬰兒事件引發了科學與倫理之間的復雜關系.學生可以在課堂上進行討論，深入探討科學技術的發展如何引發倫理和社會問題.他們可以思考科學家在研究中如何權衡科學進步和倫理責任，以及社會如何應對新興科技的倫理挑戰.

學生還可以考慮不同的倫理框架，如功利主義、權利倫理學和美德倫理學，以幫助他們理解不同人群對這一事件的倫理看法.這有助于培養學生的倫理思維和辯論技巧，使他們能夠更全面地考慮科學與倫理之間的關系.

2.2 提高社會責任感：從基因編輯嬰兒事件中汲取教訓

STS教育強調科學家和技術人員在他們的工作中必須承擔的社會責任.基因編輯嬰兒事件是一個充分說明了科學家個人名利追逐可能導致不道德行為的案例[3].在高中生物教育中，這一事件可以作為一個重要教材，用以培養學生的社會責任感，并使他們更加關注科學研究的道德和社會影響.

2.2.1 理解科學家的社會責任

基因編輯嬰兒事件揭示了科學家和研究者在進行研究時所面臨的巨大社會責任.賀建奎作為一名科學家，應該對其研究的倫理和社會后果負有責任.學生可以思考科學家在決定使用新興科技時，如何考慮倫理原則、法律法規以及潛在的社會和環境風險.

教師可以鼓勵學生分析這一事件中賀建奎的行為，探討他是否承擔了足夠的社會責任.這有助于學生深入了解科學家在科研道路上應該遵守的倫理規范，以及不道德行為可能導致的后果.

2.2.2 探討名利追逐和道德沖突

基因編輯嬰兒事件中，賀建奎被指責為了個人名利而蓄意逃避監管，私自進行基因編輯研究.這為學生提供了一個典型案例，用以討論名利追逐與倫理沖突之間的關系.學生可以思考科學家是否應該將個人名譽和財富置于倫理和社會責任之上，可以分析這種名利追逐如何可能導致道德滑坡，以及如何防止這種情況的發生.

通過對這一事件的深入討論，學生可以更好地理解科學家應該如何平衡個人利益與社會責任，并認識到道德決策在科學研究中的關鍵性.

2.2.3 強調科學倫理和法律規范

基因編輯嬰兒事件引發了對科學倫理和法律規范的廣泛討論.在高中生物教育中，學生可以學習關于科學研究倫理的基本原則，如尊重人的尊嚴、最大限度減少傷害、透明度和公正性.他們還可以了解國際上關于基因編輯和生殖醫學的法律規范和指導原則.引導學生分析這一事件中是否存在違反倫理和法律規范的行為，以及這些規范的制定背后的動機.通過對科學倫理和法律規范的深入了解，學生可以更好地理解科學家在研究中所承擔的責任，并明白不道德行為的后果.

2.3 促進跨學科學習：基因編輯嬰兒事件的綜合探討

基因編輯嬰兒事件是一個涉及多個學科領域的復雜議題，包括生物學、醫學倫理、法律和社會政策等.在高中生物教學中，引入高中政治跨學科項目，是促進學生跨學科學習和深入理解這一事件的有效方法.通過這一案例，學生將有機會綜合運用高中政治知識領域的概念和觀點，探討基因編輯技術的倫理、法律和社會問題.

2.3.1 項目導向學習：基因編輯嬰兒事件法律考量

學生將研究國際和國內法律規定，了解基因編輯技術的法律框架.他們可以探討中國和其他國家對基因編輯的法律規定以及國際社會對這一問題的看法.同時，學生將調查社會政策對于基因編輯的立場以及公眾對這一技術的態度.他們可以分析媒體報道、政府聲明以及社會科學研究，以了解不同利益相關者的觀點.

2.3.2 跨學科綜合研究

學生在項目中不僅學習了高中政治的知識，還需要將這些知識綜合運用來分析基因編輯嬰兒事件.他們可以形成小組，各自負責一個特定領域的研究，然后共同合作，將這些知識整合在一起，形成全面的綜合報告.

例如，一個小組可以負責生物學方面的研究，解釋CCR5基因編輯的原理和潛在風險.另一個小組可以探討醫學倫理，討論科學家在倫理決策上的挑戰.同時，還有一個小組可以研究法律和政策，評估中國和國際社會對基因編輯的法律框架.最后，一個小組可以分析社會政策和公眾觀點，深入了解不同利益相關者的立場.

2.3.3 辯論和討論

在項目的最后階段，學生可以參與辯論或討論，分享他們的研究結果和觀點.這有助于培養學生的溝通和辯論技巧，同時加深他們對基因編輯嬰兒事件的理解.教師可以組織一場模擬國際辯論，讓學生扮演不同國家代表，就基因編輯技術的倫理和法律問題展開辯論.這種活動將使學生更深入地思考全球視野下的科學與社會問題[4]，從而培養跨學科思維和綜合素養.

3 結束語

STS教育在高中生物教學中的應用具有重要的教育意義.它有助于培養學生的科學思維能力，提高他們的社會責任感，并促進跨學科學習.為了更好地實現這些目標，教師可以積極采用STS教育的原則和方法，設計有挑戰性和啟發性的教育活動.這將有助于培養更具創造性和綜合性的生物學學生，他們能夠更好地應對當今復雜的科學和社會挑戰.

參考文獻：

［1］ 李文昕，李欣欣，王康寧，等.STS教育視角下高中生物學教材修訂[J].中學生物教學，2022（15）：9-11.

[2] 李文昕.高中生物學教學中滲透STS教育的調查研究：以聊城市為例[D].聊城：聊城大學，2021.

[3] 朱燕，陳禮香.STS教育理念指引下高中生物課程的變革對課程資源的利用[J].中學課程輔導（教學研究），2020，14（33）：136.

[4] 汪輝元.在高中生物教學中滲透STS教育的嘗試核心思路[J].明日，2019（20）：83.

［責任編輯：季春陽］

收稿日期：2023-10-25

作者簡介：曹瑞蓮（1982.1-），江蘇省南京人，本科，中學一級教師，從事高中生物教學研究.