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1、生物选修 3：现代生物科技专题 教师教学用书1 / 81致教师致教师新的普通高中课程方案规定的培养目标、课程结构、课程内容、课程的实施与评价，都在实验之中，需要课程工作者、教材编著者、校长和教师，还有莘莘学子的共同努力，其中，教师的辛勤耕耘，更是实验成功的关键。普通高中课程方案（实验）就课程内容的选择提出了三个原则：时代性、基础性和选择性。根据这些原则，普通高中生物课程标准（实验）在课程设计思路中指出：“选修模块是为了满足学生多样化的需要而设计的，有助于拓展学生的生物科技视野、增进学生对生物科技与社会关系的理解、提高学生的实践和探究能力。”在介绍“选修3：现代生物科技专题”时，进一步指出：“以
2、专题形式介绍了现代生物科学技术一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景，以开拓学生的视野、增强学生的科技意识，为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础。”这是一些颇为讲究的规定性话语，特别是具体到本模块，起着教学定位的作用，大家可以细细体味。大致地说，是广阔性与有限性的统一；是基础性与发展性的统一，我们将在后面的介绍中进一步展开。以下将分三个方面和老师们交流，这三个方面依次是：学生学习本模块的意义和价值；本模块教学内容的设计思路和呈现方式；本模块的教学建议。一、学习本模块的意义和价值一、学习本模块的意义和价值普通高中生物课程标准（实验）中，对本模块的意义和价值，作了如下简明的概括。“自 20
3、世纪 50 年代以来，生物科学在微观和宏观两方面都迅速发展，并产生了现代生物技术产业，深刻影响人类社会的生活、生产和发展。本模块以专题的形式着重介绍现代生物科学和技术中一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景，以开拓学生视野，增强科技意识，激发学生探索生命奥秘和热爱生物科学的情感，为进一步学习现代生物学奠定基础。”本教材就是按照生物课程标准这一要求和具体内容标准、活动建议来编写的，是进一步具体地来体现其意义和价值的。1.1.引导学生与时俱进引导学生与时俱进培养并树立与时俱进的观念，是此次高中课程改革中一个突出的特点，如选择课程内容的三原则，时代性放在了首位，它既体现在必修内容之中，更体现在选
4、修内容之中。教育要创新，要培养创新型人才，在科学教育中，首先要让学生深切感受到现代科学技术是在创造和革新中不断前进的，而且比人类历史上的任何时期发展的速度都快，影响人类的生活更为深刻。20 世纪 50 年代以来，生物科学技术的迅猛发展，最具有代表性。教材呈现的基因工程、细胞工程和胚胎工程，基本上是在微观方面反映生物科学技术的与时俱进，而生态工程和生物技术的安全性和伦理问题，则更多地反映了在宏观方面的与时俱进。培养并树立与时俱进的观念，不仅是学习本课程的需要，也是学生步入社会取得成功的需要，是对以学生发展为本的教育理念的追求。2.2.正确认识科学与技术的互动正确认识科学与技术的互动科学与技术，如
5、同两个互动的车轮，它们的协调和飞速运转，是现代社会发展的重要特征。19 世纪中叶，马克思首先作出了“生产力中也包括科学”，“社会劳动生产力首先是科学的力量”的精辟论断。随后，科学通过技术的发明和应用，其规模和速度与日俱增，科学与技术的紧密结合，成为现代经济发展最主要的驱动力。邓小平同志及时指出：“科学技术是第一生产力”。本模块的教材，既重视基本的科学原理，又重视了原理如何转化为技术，技术又如何推动科学的新发展。科学的技术化，技术的科学化，渗透在教材内容的选择、组织安排之中。我国的科学教育，其弱点之一是对技术教育重视不够。这有长期的闭关自守的封建统治，鄙薄技术，贬之谓“奇技淫巧”的历史原因，更因
6、为中国迟迟未进入大规模的工业化时代。历史已经掀开了崭新的篇章，我国的生物技术、信息技术、航天技术、新能源技术、新材料技术等，正在推动经济的发展，迎头赶上国际水平；而其中生物技术的发展几乎和国际同步。今日的生物科学教育，理应更重视生物技术教育。在此次课程内容改革中，技术已升格为八大学习领域之一。本模块教材的内容，把技术放在了重要位置，甚至包括了若干重要的科研或生产的工艺流程，这对大多数教师都有再学习的必要。对于学生来说，并非要求他们具体掌握和应用，但通过对这些内容的了解，会较深切地体会到技术的重要性，树立科学与技术互动的观念。3.3.关注科学技术的社会应用，增强社会责任感关注科学技术的社会应用，
7、增强社会责任感教育的本质是促使人的社会化，为社会的发展培养人才。当代科学技术的发展，除了科学技术内在的矛盾运动促使其前进外，更来自于社会发展的需求。生活水平的提高，生产和经济活动的发展，健康的增进和疾病的防治，环境的保护和治理，国家防御能力的提高等诸多因素，都极大地促进了生物科学技术的发展，并催生着许多新领域的开拓。本模块的教材，并非仅介绍纯粹的生物科学技术，而是紧密地结合着社会生活、生产和发展的现实需求来引导学生的学习，这不仅能较好地唤起学生的学习兴趣，更重要的是培养学生对社会问题的关注，以及对生物科学技术在社会应用中正负两方面影响的认识，增强学生的社会责任感。如基因工程、细胞工程、胚胎工程
8、，不仅是生物科学技术的热点，也是社会关注的热点。紧随其后，生物技术的安全性和伦理问题的教学，更是直指科学技术的社会责任问题，而生态工程则是为了经济和社会的可持续发展产生的综合科学技术，是一项宏大的国民工程。热爱社会主义祖国，有为民族振兴和社会进步作出贡献的志向与愿望，对自己的行为负责，具有社会责任感，是我们的课程贯彻始终的教育目标。4.4.深化热爱生物科学技术的情感，发展探究能力深化热爱生物科学技术的情感，发展探究能力高中生物课程标准共设置了三个选修模块，分别适应不同的学生群体的需求。本模块明确地指出“为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础”。因此，可以估测，在学校选课指导机构的指导下，选修本
9、模块学生的绝大多数，将是有志于学习生命科学基础类和应用类专业的学生。一般地说，他们喜爱生物科学，对与其相关的专业和职业有一定的了解，有较好的数、理、化等相关学科的基础及科学探究能力。本模块教材编撰的广度、深度等也据此而定位，否则，学习会有许多困难。对于这部分学生来说，在对生物科学的兴趣、认知和探究能力上，具有较好的基础，需要深化和发展。热爱生物科学技术情感的深化，应该是从感受、认同转向内化的水平。生物课程标准曾指出：内化（或领悟）水平是“具有稳定的态度、一致行为和个性化的价值观念等”。接近或达到这个水平，对学生来说，至关重要。而专业的选择，若摇摆不定，在选课制度下，将贻误时机。发展探究能力，则
10、是另一种情况。鉴于教学内容的现代性和中学的实验设备条件，以及并非专业学习，实际操作的实验探究不可能很多等，发展探究能力将比较多地集中在学习资料的收集分析、撰写专题综述、口头交流、讨论或辩论等方面，并辅以适量的、可行的调查或实践活动。但决不可因此就轻视发展探究能力，上述这些探究活动，恰恰是高年级的、有明确志愿倾向的学生能够做和乐于做的活动。生物选修 3：现代生物科技专题 教师教学用书2 / 81上述四方面的学习本模块的意义和价值，主要是针对本模块的特殊性而言，高中生物课程标准提及的课程的总目标的方方面面，都应在本模块教材的教学中予以贯彻。二、教学内容的设计思路和呈现方式二、教学内容的设计思路和呈
11、现方式1.1.设计思路设计思路教学内容的设计思路的惟一依据是高中生物课程标准中本模块的具体内容标准和活动建议。其中有若干重要方面是必须遵循的。它们是：以学习专题方式来呈现。即基因工程、克隆技术（本教材改为细胞工程，内容标准不变）、胚胎工程、生物技术的安全性和伦理问题、生态工程。尽管前四个专题存在互相联系与渗透的关系，但仍各自作为独立的专题来学习。具体内容标准规定的学习目标（用行为动词表述）应予遵循。五个专题合起来，具体内容标准为 17 项。其中“简述”为 8 项；“举例说出”为 6 项；“关注”为 2 项；“讨论”为 1 项。也即在知识性目标上以了解水平为主；在情感性目标上以经历（感受）水平为
12、主；技能性目标体现在活动建议中，主要是参观、调查、资料收集、交流讨论、专题综述等。所以这样规定，是因为内容均属现代生物科技的前沿，已经很深了，宜实事求是、量力而行。活动建议部分，只能加强，不应削弱。防止本模块的学习成了听专题报告，学生缺乏动手动脑积极参与的机会。因此，教学内容的设计思路，是在贯彻高中生物课程标准上述三方面的原则要求下，突出以下各点：（1）确保教学内容的科学性现代生物科技专题的内容，都是当前发展非常迅速的领域，既新且专，实例层出不穷，有时缺乏权威的鉴别，科学和技术的新概念多，又多在形成之中，各家不一，歧义颇多。作为教学内容，不易把握好分寸。为做到基本原理准确，实例可靠，技术方法相
13、对全面，最好的办法是请各领域的资深专家撰稿。现在呈现在我们面前的实验教材，各个专题分别是由专门从事该领域研究工作的专家撰写的。基因工程是由中国农业大学的敖光明教授执笔；胚胎工程是由中国农业大学的张忠诚教授挥毫；生物技术的安全性和伦理问题是由北京大学的高崇明教授撰写；生态工程则由中国农业大学程序教授领衔；细胞工程分别由河北师范大学和中国农业大学的年轻专家编撰。上述诸位各是该方面的专门学者，应能保证内容的科学性、先进性。高中生物课程标准在提及本模块的教学建议时，曾指出“本模块的教学以专题讲座和学生讨论为主”，若非专家，恐难主持“专题讲座”，“专题”，在某种意义上说，也是专家之题。（2）斟酌教学内容
14、的适用性教学内容能否适于高中教学使用，必须由专家把关，但不能苛求专家熟悉中学生及他们的学习特点。中学的课程资源状况，师资状况，对专家来说，也较朦胧。为使教学内容有较好的适用性，我们选请了若干位优秀中学教师，一对一地和专家共同切磋。书稿之敲定，经历的过程是专家中学教师专家，再由编辑会议统成。鉴于我国地域辽阔，教育发展水平参差不齐，教学内容适用性的“度”，甚难把握，尚须各地教师增减、调整。（3）体现教学内容的有序性这里的有序性，主要指符合学生认知过程的有序性。由于教材以专题形式呈现，似不可能在各专题间寻求其系统和有序，主要体现于每一专题中各内容的安排符合学生的认知规律。又由于每一专题，有各自的科学
15、技术发展过程的特点，或对于学生要求的侧重点不同，各专题的“序”，不可能有一个统一程式，只能是依矛盾的特殊性来处理。如基因工程，何谓转基因或 DNA 重组？并不需要一开始就下什么定义，首先要有相应的“工具”才行，事实上基因工程成为可能，也是由“工具”的突破开始的。而细胞工程则是从植物的微繁技术的应用和动物的人造皮肤的实践开始；生态工程则是从长江洪水和石油农业的实际问题开始，这都符合学生的认知始于感性的原则。胚胎工程与上述均不同，鉴于必修内容中基本上缺少动物胚胎发育的基础知识，因此从体内受精和早期胚胎发育的基本生物学过程和原理进入。生物技术的安全性和伦理问题，已见诸于各种传媒以及法律法规的介入，教
16、学内容直接以“论坛”的方式，引导学生进入。上述，只是举其大者，在各专题教学内容内部的有序安排，老师们自可一目了然。（4）创设学生主动参与学习的机会高中生物课程标准指出：“本模块的教学以专题讲座和学生讨论为主”。这是考虑到本模块的新和专，通常条件下，学生不可能亲历实验和探究，这就要求在有很大限制的条件下，仍能尽可能地创设学生主动参与学习的机会。本教材首先是努力解决可读性问题，因为阅读是基本的自学方式。为使学生可读，教材在通俗、有层次、有丰富的实例方面下了功夫。其二是尽可能设计了一些实验、模拟实验（或制作）、资料收集、社会调查、实践活动、参与决策等活动。其三是加强讨论、思考和探究、辩论、撰写专题综述等较高层次的学习活动，有条件的学校，还可参与某些分子水平的实验。总之，我们不希望本模块的学习，变为听专家演讲、教师讲解的单一教学模式，教材为多样化的教学策略和学习活动的实现，提供了一定的空间。2.2.呈现方式呈现方式（1）每个专题都有切合专题内容、引发学习兴趣、概括内容主旨及与人类生活关系的彩色题图，力求使学生燃起求知欲望，留下深刻印象。（2）本模块的绪言与另两
