STS教育在高中生物教学中的应用探究

摘 要：通过文献综述和教育实践观察，分析了STS教育在高中生物课程中的重要性，以及它如何促进学生的科学素养和社会参与.研究发现，STS教育可以提高学生的科学思维能力，培养他们的社会责任感，并促进跨学科学习.最后，总结了在生物教学中应用STS教育的一些建议.

关键词：STS教育；科学素养；社会参与；跨学科学习；高中生物

中图分类号：G632 文献标识码：A 文章编号：1008-0333（2024）03-0141-03

科学、技术和社会（STS）教育强调科学知识与社会问题之间的关联，培养学生的批判性思维和社会参与意识，使他们更好地理解科学在现实生活中的应用[1].本研究旨在探究STS教育在高中生物教学中的应用，以及它对学生科学素养和社会参与的影响.

1 STS教育概述

STS教育，即科学、技术和社会（Science， Technology，Society）教育，強调科学、技术和社会之间紧密相互关联的复杂性.它在高中生物教学中的应用旨在培养学生的全面素养，使他们能够更好地理解科学知识与社会现实之间的相互作用.

2 STS教育在高中生物教学中的应用

2018年11月26日，南方科技大学副教授贺建奎宣布一对名为露露和娜娜的基因编辑婴儿于11月在中国健康诞生，由于这对双胞胎的一个基因（CCR5）经过修改，她们出生后即能天然抵抗艾滋病病毒HIV.这一消息迅速激起轩然大波，震动了世界.

然而，这一事件引发了广泛的伦理、法律和社会争议，教师在教学高中生物必修2“基因和染色体的关系”内容时，引用该事件作为教学案例，凸显了STS教育在高中生物教学中的重要性.

2.1 结合《基因和染色体的关系》拓展高中生物学识

基因编辑技术是一种先进的生物技术，它允许科学家修改生物体的基因序列，从而改变其性状或功能.在引入这个案例之后，学生一定对基因编辑技术非常感兴趣，教师可以给学生们介绍基因编辑技术的内容，拓展高中生物学识.例如：

（1）CRISPR-Cas9系统.CRISPR-Cas9是最常用的基因编辑工具之一.CRISPR是一种天然存在于细菌中的免疫系统，用于抵御病毒入侵.科学家发现了如何利用这一系统来精确编辑DNA.Cas9是一种酶，可用于切割DNA链.理论上，通过设计适当的RNA引导序列，Cas9可以精确地将DNA切割并导致基因突变[2].

（2）RNA引导.RNA引导是CRISPR-Cas9系统中的一部分，它是一段RNA序列，与目标基因的DNA序列互补配对.这种互补配对将Cas9酶引导到目标基因的特定位置，以进行DNA切割或编辑.RNA引导序列的设计是基因编辑的关键部分，它决定了编辑的准确性和特异性.

（3）DNA修复机制.基因编辑涉及对DNA的改变，而细胞通常会尝试修复DNA损伤.有两种主要的DNA修复机制：非同源末端连接（NHEJ）和同源重组（HDR）.NHEJ是一种相对不精确的修复方式，通常会导致插入或缺失的突变.HDR则需要提供一个外源的DNA模板来实现精确的修复，通常用于基因纠正.

（4）伦理和法律框架.基因编辑技术的理论框架还包括与伦理和法律相关的考虑.这些考虑包括确定哪些类型的基因编辑是合法和伦理的，以及如何确保在实验室和临床环境中使用这项技术时遵守法律和伦理准则.

（5）科学伦理.科学伦理涉及科学家在研究中必须遵守的伦理原则.

（6）应用领域.基因编辑技术的理论框架还包括各种应用领域，包括农业、医学、生态学和生物研究等.

2.1.1 提出问题和疑虑

在教学中，引导学生思考和讨论基因编辑婴儿事件中涉及的科学和伦理问题.他们可以提出一系列问题和疑虑：贺建奎是否有足够的科学依据来进行基因编辑？

基因编辑技术是否足够安全，可以用于人类胚胎？

这一技术是否应该用于生殖目的，还是只应该用于治疗目的？

基因编辑婴儿的出生是否符合伦理原则和法律规定？

科学家在进行这项研究时是否考虑了潜在的风险和伦理考量？

这些问题可以激发学生的好奇心，并引导他们开始深入探究基因编辑婴儿事件的各个方面.

2.1.2 分析证据和信息

学生在深入研究这一事件时，需要收集和分析相关的证据和信息.这包括科学文献、新闻报道、伦理原则文件以及法律规定.通过仔细研究这些资料，学生可以了解贺建奎的研究方法、技术细节，以及该技术是否已经在动物研究中得到验证.此外，学生还可以查阅国际伦理准则，了解全球社会对基因编辑婴儿问题的看法，以及是否有相关的法律规定.

2.1.3 讨论伦理和科学关系

基因编辑婴儿事件引发了科学与伦理之间的复杂关系.学生可以在课堂上进行讨论，深入探讨科学技术的发展如何引发伦理和社会问题.他们可以思考科学家在研究中如何权衡科学进步和伦理责任，以及社会如何应对新兴科技的伦理挑战.

学生还可以考虑不同的伦理框架，如功利主义、权利伦理学和美德伦理学，以帮助他们理解不同人群对这一事件的伦理看法.这有助于培养学生的伦理思维和辩论技巧，使他们能够更全面地考虑科学与伦理之间的关系.

2.2 提高社会责任感：从基因编辑婴儿事件中汲取教训

STS教育强调科学家和技术人员在他们的工作中必须承担的社会责任.基因编辑婴儿事件是一个充分说明了科学家个人名利追逐可能导致不道德行为的案例[3].在高中生物教育中，这一事件可以作为一个重要教材，用以培养学生的社会责任感，并使他们更加关注科学研究的道德和社会影响.

2.2.1 理解科学家的社会责任

基因编辑婴儿事件揭示了科学家和研究者在进行研究时所面临的巨大社会责任.贺建奎作为一名科学家，应该对其研究的伦理和社会后果负有责任.学生可以思考科学家在决定使用新兴科技时，如何考虑伦理原则、法律法规以及潜在的社会和环境风险.

教师可以鼓励学生分析这一事件中贺建奎的行为，探讨他是否承担了足够的社会责任.这有助于学生深入了解科学家在科研道路上应该遵守的伦理规范，以及不道德行为可能导致的后果.

2.2.2 探讨名利追逐和道德冲突

基因编辑婴儿事件中，贺建奎被指责为了个人名利而蓄意逃避监管，私自进行基因编辑研究.这为学生提供了一个典型案例，用以讨论名利追逐与伦理冲突之间的关系.学生可以思考科学家是否应该将个人名誉和财富置于伦理和社会责任之上，可以分析这种名利追逐如何可能导致道德滑坡，以及如何防止这种情况的发生.

通过对这一事件的深入讨论，学生可以更好地理解科学家应该如何平衡个人利益与社会责任，并认识到道德决策在科学研究中的關键性.

2.2.3 强调科学伦理和法律规范

基因编辑婴儿事件引发了对科学伦理和法律规范的广泛讨论.在高中生物教育中，学生可以学习关于科学研究伦理的基本原则，如尊重人的尊严、最大限度减少伤害、透明度和公正性.他们还可以了解国际上关于基因编辑和生殖医学的法律规范和指导原则.引导学生分析这一事件中是否存在违反伦理和法律规范的行为，以及这些规范的制定背后的动机.通过对科学伦理和法律规范的深入了解，学生可以更好地理解科学家在研究中所承担的责任，并明白不道德行为的后果.

2.3 促进跨学科学习：基因编辑婴儿事件的综合探讨

基因编辑婴儿事件是一个涉及多个学科领域的复杂议题，包括生物学、医学伦理、法律和社会政策等.在高中生物教学中，引入高中政治跨学科项目，是促进学生跨学科学习和深入理解这一事件的有效方法.通过这一案例，学生将有机会综合运用高中政治知识领域的概念和观点，探讨基因编辑技术的伦理、法律和社会问题.

2.3.1 项目导向学习：基因编辑婴儿事件法律考量

学生将研究国际和国内法律规定，了解基因编辑技术的法律框架.他们可以探讨中国和其他国家对基因编辑的法律规定以及国际社会对这一问题的看法.同时，学生将调查社会政策对于基因编辑的立场以及公众对这一技术的态度.他们可以分析媒体报道、政府声明以及社会科学研究，以了解不同利益相关者的观点.

2.3.2 跨学科综合研究

学生在项目中不仅学习了高中政治的知识，还需要将这些知识综合运用来分析基因编辑婴儿事件.他们可以形成小组，各自负责一个特定领域的研究，然后共同合作，将这些知识整合在一起，形成全面的综合报告.

例如，一个小组可以负责生物学方面的研究，解释CCR5基因编辑的原理和潜在风险.另一个小组可以探讨医学伦理，讨论科学家在伦理决策上的挑战.同时，还有一个小组可以研究法律和政策，评估中国和国际社会对基因编辑的法律框架.最后，一个小组可以分析社会政策和公众观点，深入了解不同利益相关者的立场.

2.3.3 辩论和讨论

在项目的最后阶段，学生可以参与辩论或讨论，分享他们的研究结果和观点.这有助于培养学生的沟通和辩论技巧，同时加深他们对基因编辑婴儿事件的理解.教师可以组织一场模拟国际辩论，让学生扮演不同国家代表，就基因编辑技术的伦理和法律问题展开辩论.这种活动将使学生更深入地思考全球视野下的科学与社会问题[4]，从而培养跨学科思维和综合素养.

3 结束语

STS教育在高中生物教学中的应用具有重要的教育意义.它有助于培养学生的科学思维能力，提高他们的社会责任感，并促进跨学科学习.为了更好地实现这些目标，教师可以积极采用STS教育的原则和方法，设计有挑战性和启发性的教育活动.这将有助于培养更具创造性和综合性的生物学学生，他们能够更好地应对当今复杂的科学和社会挑战.

参考文献：

［1］ 李文昕，李欣欣，王康宁，等.STS教育视角下高中生物学教材修订[J].中学生物教学，2022（15）：9-11.

[2] 李文昕.高中生物学教学中渗透STS教育的调查研究：以聊城市为例[D].聊城：聊城大学，2021.

[3] 朱燕，陈礼香.STS教育理念指引下高中生物课程的变革对课程资源的利用[J].中学课程辅导（教学研究），2020，14（33）：136.

[4] 汪辉元.在高中生物教学中渗透STS教育的尝试核心思路[J].明日，2019（20）：83.

［责任编辑：季春阳］

收稿日期：2023-10-25

作者简介：曹瑞莲（1982.1-），江苏省南京人，本科，中学一级教师，从事高中生物教学研究.