2019年版人教版生物学教科书中与时俱进的“科学前沿”

张艳娟

教材中的“科学前沿”栏目往往具有不可避免的“滞后性”，然而翻开2019年7月印刷的人教版高中生物教材却面目一新，如《必修1·分子与细胞》第12页将原教材中的科学前沿“组装细胞”修改为“人工合成生命的探索”，补充了2018年8月公布的一项重大研究成果——人工创建单条染色体的酵母菌，第120页将原教材中的“干细胞研究进展与人类健康”替换成2017年公布的研究成果“世界上首例体细胞克隆猴的诞生”，等等。教材变化的用意何在？教师在教学中该如何处理这部分内容呢？

1教材内容变化的背景

《普通高中生物学课程标准（2017版）》指出：高中生物学课程要反映时代要求，要根据经济社会发展新变化、科学技术进步新成果，及时更新教学内容和话语体系，反映新时代中国特色社会主义理论和建设新成就。本次教材改版落实了课标要求，体现了对最新研究成果和发展方向的高度敏感性，使“科学前沿”更加名副其实。值得注意的是，当代生物科学在微观和宏观两个方面都获得了迅猛发展，仅2019年公布的世界十大科技进展中就有6项与生命科学研究有关。高中阶段的学科教学内容具有相对的稳定性和历史继承性，教材不可能收录所有最新研究成果，从内容选择上本次改版注重了前沿知识与基础知识的过渡和衔接，传达了最新的科学研究方法和思考方式，突出了我国在生物科技发展领域的新成就。

2课堂教学的处理策略

“科学前沿”为教学提供了更具时代性的教学资源，教师充分挖掘和恰当使用才能更好地体现教材对学生核心素养形成和未来发展方向引领方面的教育价值。教师如何利用这些资源，达成最佳的教育教学效果呢？

2.1激发想象创新.提高学习热情

教材受篇幅所限，很难详细阐明研究成果的来龙去脉，“科学前沿”栏目更多地是起到抛砖引玉的作用。教师要加强专业素养，广泛查找资料，了解相关科学技术的起源、现状和未来，准确把握相关科学技术在生命科学发展中的地位和意义，并在此基础上设置有挑战性的问题，激发学生的想象力和创新能力，大胆憧憬科学技术发展的未来。例如，教材中的科学前沿——“人工合成生命的探索”，如果采用直接阅读教材的方式，学生很难理解科学家要组装支原体以及要创建只有一条线型染色体的酿酒酵母菌株的原因。教师可以先做这样的铺垫：人们研究和利用現有生物资源可以解决一些人类在健康、资源、环境等领域的问题，但还面临着一些重大挑战。例如，没有一种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时降解;植物的光合效率还不够高，世界上还有一些国家存在粮食短缺、能源匮乏等问题;如果人工合成生命的技术成熟了，就可以根据人们的不同需求“量身定制”人造生命，你想赋予生命什么样的超能力？学生经过头脑风暴和交流分享，生动地描绘了人工合成生命的广阔应用前景，大大增强了生物科学前沿技术的感召力，激发了深入探究的学习热情。

2.2巧妙创设情境，衔接教材正文

科学前沿可以为深化教材正文的理解创设新颖的情境，帮助学生形成积极学习的意向，促进认知结构的完备，并在研究方法和思维方式上得到启发和提升。例如，“人工合成生命的探索”可以作为第三章“细胞的基本结构”章末复习的新情境。教材正文中关于“细胞的基本结构”的介绍相当于把细胞拆分成一个一个的零部件来单独研究各部分的结构和功能，而人工合成生命相当于设计制作细胞零部件，并像搭积木一样组装出新的细胞，从拆分细胞到组装零件，展示了一个全新的研究视角。教学时，教师可以用磁性贴纸制成各种细胞“零件”（细胞核和各种细胞器等），在辨认和复习各部分结构和功能的基础上，引导学生利用模型尝试组装动物细胞、植物细胞、原核细胞等。同时，教师促进学生思考：如果进行人工合成生命的探索可以从组装什么细胞开始？如何判断是否己成功合成了生命？若想创造一种新细胞，从根本上需要改造什么？……这些问题不仅可以促进学生巩固基础知识，还可以使学生在模型构建的真实体验中感悟从简单到复杂的科学研究方法，加深对结构与功能相适应的生命观念的理解。

2.3组织讨论辩论，增强社会责任

科学前沿技术的发展往往具有两面性。教师既有责任帮助学生了解生物学的发展如何改变和影响人们的生活，也要唤起和培养学生趋利避害、合理利用新技术的意识和能力。例如，人工合成生命及克隆技术的研究目前取得了一些重大突破，教师引导学生从根本上加深对生命的理解，使学生知道：对于高度动态、灵活调控、非线性且难以预测的复杂生命体系，人类的认识还非常有限，大规模发展这些技术可能会给人类带来难以预知的风险。讨论、辩论的学习方式能通过怀疑和求证、争论和修正，有效培养学生的科学思维，使学生认同科学技术是把双刃剑，增强其社会责任。可以设置的辩题有“如果中国要大范围制造和利用人造生命，你会投赞成票还是反对票”“如果大规模克隆人，你是否支持”等。

2.4引领生涯规划，促进终身发展

科学前沿弘扬了科学发展的最新成就，也让学生感受到科学研究往往伴随一个又一个困难，必须具备坚韧不拔的意志和创新思维才能攻坚克难。教师让学生深入了解科学研究历程，有助于青少年坚定理想信念，不断克服学习中的困难。例如，从克隆羊到克隆猴需要攻克很多技术难关，学生可以通过角色扮演的方式深度体验科学家的心路历程。另外，科学前沿具有鲜明的时代性，其理论成果往往与新材料、新技术及新兴产业的发展有密不可分的关系。教师在教学中渗透这方面的知识，不仅能使学生学以致用，还能引导学生把个人的发展与国家的发展机遇结合起来，促进学生将当下学习与终身发展相连接，将学习内容与职业世界相连接，及早树立职业理想，激发学习动力，不断完善和充实自我，促进终身发展。例如，关于人工合成生命的研究，目前我国已有大学开设了相关课程，即合成生物学专业，教师可以播放视频《合成生物学的发展趋势和前景》让学生进一步了解。

“科学前沿”在教材中所占篇幅往往不长，但可以开拓学生认识生命科学的视角，帮助学生感悟科学研究方法和科学研究品质，促进形成生命观念、科学思维和社会责任等生物学学科核心素养，可谓一举多得。教材与时俱进，教学更要与科学前沿接轨，教师要深入挖掘潜在的教学资源，积极探索恰当的教学方法，使“科学前沿”引领学生从知识走向素养、从课内走向课外、从当下走向未来。