指向非形式推理的社会性科学议题教学实践

摘要：在课堂中设置社会性科学议题（SSI）是提升高中生核心素养、促进非形式推理能力的有效途径。本文通过整合社会性科学议趣的特点和模式，构建了“感知议题－整合概念－厘清争议－科学评价”四个环节的教学模式，并以“人类基因编辑”这一社会热点问题为例开展教学，引导学生运用所学生物学知识进行推理、论证和科学决策，从而使其具备科学的思维方式和正确的价值观。

关键词：社会性科学议题；非形式推理；人类基因编辑

文章编号：1003-7586（2024）05-0019-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

随着科技的飞速发展和社会生活的变革，人们开始意识到个人生活、科学学习已无法游离于社会环境之外。这一情形下，学生非形式推理能力的培养显得尤为重要。非形式推理（informal reasomng）是指对结构不良的、用自然语言表述的、答案开放的问题进行的归纳式推理，它不仅与人们的日常生活、学习和工作息息相关，而且在企业经营，相关专家对国内外重大事件的分析，决策等过程中也必不可少。非形式推理能力已成为人们学习、生活中必需的能力，决定人们的生存和发展。因此，学生非形式推理能力的培养是新时代背景下的迫切所需，教师要完善教学课程设置，在课堂中融入对学生非形式推理能力的培养。

社会性科学议题（Socio-Scientific Issues，SSI）具有开放性和争议性且源于生活，可以很好地将科技与社会连接，将其融入学科教学，从而有利于促进学生非形式推理能力的发展和学科核心素养的落实。

1社会性科学议题

社会性科学议题是指科学技术发展引发的社会问题，是涉及伦理道德、经济发展、人类健康和环境保护的难题，往往没有明确的解决办法，需多角度考虑，例如基因编辑、使用动物器官进行人体器官移植、湿地开发等。《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准>）在课程目标、内容等部分都有提及SSI。因此，将SSI引入课堂对《课程标准》要求的达成具有重要价值。

2社会性科学议题教学模式

本文借鉴学习环教学模式，形成了侧重培养学生非形式推理的SSI教学模式（见图1），引导学生认识SSI、理解学科核心概念、参与议题探讨和推理，从而有效加深其对科学本质的理解及非形式推理能力的提升，进而发展学生的功能性科学素养，构建正确的社会价值观体系。

3“人类基因编辑”议题教学

“基因组编辑”是人教版普通高中教科书《生物学·必修2·遗传与进化》（以下简称“教材”）第5章课后“生物科技进展”栏目内容。虽然在教材中所占篇幅少，但涉及了“基因的本质”“基因的表达”“基因突变及其他变异”“基因工程的基本操作程序”“生物技术的安全性与伦理问题”等部分内容。因此探讨人类基因编辑议题需要学生整合相关知识，科学认识基因编辑的过程，从而深度理解大概念“遗传信息控制生物性状，并代代遗传”。学生通过分析、推理人类基因编辑的利弊，从而认同大概念“生物技术在造福人类社会的同时也可能会带来安全与伦理问题”。本文以“你支持人类基因编辑吗”为议题，依据如图1所示的框架展开教学。

3.1感知议题

教师提供资料：2018年11月，某研究员使用基因编辑技术，将胎儿体内的CCR5基因移除，促使首例免疫艾滋病的基因编辑婴儿诞生，事件举世惊愕。这一研究是该技术在疾病预防领域的历史性突破还是违背伦理道德的疯狂实验？学生陷入两难，并对人类基因编辑技术的伦理性和科学技术的发展等方面产生争议。

3.2整合概念

在议题讨论前，教师要求学生绘制以基因为核心词的知识网络，同时运用所学生物学知识结合实例，深刻理解基因编辑。①通过“基因的本质”和“基因指导蛋白质合成”理解基因编辑的原理。例如，CCR5基因指导CCR5蛋白的合成，继而为HIV感染T淋巴细胞提供了路标，将其敲除阻断了病毒的侵入，从而实现对艾滋病的先天免疫。②通过“基因工程的基本操作程序”理解基因编辑的具体过程和可能出现的技术风险。例如，“脱靶效应”仍是没有解决的技术难点。③通过“基因与性状的关系”，理解基因调控机制的复杂性。例如，基因与性状并非一一对应，基因与基因、基因与表达产物、基因与环境有复杂的相互作用。

教师提供资料：导致镰状细胞贫血的基因，能够帮助携带者抵御疟疾；改造FUT2基因可能降低患I型糖尿病的概率，但也增加了感染诺瓦克病毒的风险。CCR5基因的缺失是否有其他风险？由此引导学生对基因编辑的风险有了更深入的认识。

3.3厘清争议

教师在该阶段的首要任务是引导学生围绕议题多渠道、多方位搜集资料并进行整合。人类基因编辑的利弊涉及科学与技术、伦理道德、政治、经济、生态保护等多方面问题，内容庞杂，故引入星形图工具进行辅助，引导学生综合考虑现实生活中不同人群（如被基因编辑的患者基因编辑公司、执法管理部门、被编辑人群后代等）的立场，全面、科学、系统地认识人类基因编辑的利弊（见图2）。

该阶段，教师引导学生运用整合的生物学知识、案例和逻辑对基因编辑技术的科学原理、技术局限和对政治、经济、生态可能造成的后果进行思考和梳理。同时教师要深入每个小组，探查讨论情况，关注学生的证据是否真实，来源是否可靠，及时对存在错误的材料进行纠正。师生共同查阅其他资料完成求证，从而引导学生形成正确的推理方式和科学的态度。

在星形图的帮助下，学生结合自身对议题的全面认识，提出自己的主张，并与持有相同主张的学生组队整理论据，通过不断的推理分析，确定自身主张的所需资源，增加说服力。通过完成星形图，学生不仅对自身的主张有深入的思考，对其他主张和可能论据也强化理解，做好充分的准备进行反驳或者吸纳对方论据合理的部分为自身支援。最终每组形成一篇SSI非形式推理报告（见表1）。

3.4科学评价

在评价中，教师应引导学生正确认知遵守法律法规，答案是开放性的，主要强调推理的基本流程和基本要素，关注学生考虑到的推理取向模式以及每个模式下的推理过程。按照钱奇兰编制的非形式推理评分标准对学生的非形式推理过程进行科学的定性评价，通过自评、互评和师评反馈结果，帮助学生明确自身问题，再次梳理推理过程，体会非形式推理过程中逻辑严密性，培养申辩思维（见表2）。

4结语

通过本节SSI教学，学生将基因的功能、基因突变和基因工程等生物学知识整合应用于真实社会情境，对“你支持人类基因编辑吗”进行论证和推理，以小组学习的形式让学生不断思辨交流、观点交锋，多角度、跨学科、多立场地综合判断人类基因编辑问题，从而推动学生非形式推理能力的发展和道德伦理观念的形成。