STS教育在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用探究

。摘要：通過(guò)文獻(xiàn)綜述和教育實(shí)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(jìn)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)參與.研究發(fā)現(xiàn)，STS教育可以提高學(xué)生的科學(xué)思維能力，培養(yǎng)他們的社會(huì)責(zé)任感，并促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí).最后，總結(jié)了在生物教學(xué)中應(yīng)用STS教育的一些建議.關(guān)鍵詞：STS教育；科學(xué)素養(yǎng)；社會(huì)參與；跨學(xué)科學(xué)習(xí)；高中生物科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)（STS）教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)知識(shí)與社會(huì)問(wèn)題之間的關(guān)聯(lián)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和社會(huì)參與意識(shí)，使他們更好地理解科學(xué)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用[1].本研究旨在探究STS教育在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用，以及它對(duì)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和社會(huì)參與的影響.1STS教育概述STS教育，即科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)（Science，Technology，Society）教育，強(qiáng)調(diào)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間緊密相互關(guān)聯(lián)的復(fù)雜性.它在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用旨在培養(yǎng)學(xué)生的全面素養(yǎng)，使他們能夠更好地理解科學(xué)知識(shí)與社會(huì)現(xiàn)實(shí)之間的相互作用.2STS教育在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用2018年11月26日，南方科技大學(xué)副教授賀建奎宣布一對(duì)名為露露和娜娜的基因編輯嬰兒于11月在中國(guó)健康誕生，由于這對(duì)雙胞胎的一個(gè)基因（CCR5）經(jīng)過(guò)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(dòng)了世界.然而，這一事件引發(fā)了廣泛的倫理、法律和社會(huì)爭(zhēng)議，教師在教學(xué)高中生物必修2“基因和染色體的關(guān)系”內(nèi)容時(shí)，引用該事件作為教學(xué)案例，凸顯了STS教育在高中生物教學(xué)中的重要性.2.1結(jié)合《基因和染色體的關(guān)系》拓展高中生物學(xué)識(shí)基因編輯技術(shù)是一種先進(jìn)的生物技術(shù)，它允許科學(xué)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(gè)案例之后，學(xué)生一定對(duì)基因編輯技術(shù)非常感興趣，教師可以給學(xué)生們介紹基因編輯技術(shù)的內(nèi)容，拓展高中生物學(xué)識(shí).例如：（1）CRISPR-Cas9系統(tǒng).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(xì)菌中的免疫系統(tǒng)，用于抵御病毒入侵.科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了如何利用這一系統(tǒng)來(lái)精確編輯DNA.Cas9是一種酶，可用于切割DNA鏈.理論上，通過(guò)設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)腞NA引導(dǎo)序列，Cas9可以精確地將DNA切割并導(dǎo)致基因突變[2].（2）RNA引導(dǎo).RNA引導(dǎo)是CRISPR-Cas9系統(tǒng)中的一部分，它是一段RNA序列，與目標(biāo)基因的DNA序列互補(bǔ)配對(duì).這種互補(bǔ)配對(duì)將Cas9酶引導(dǎo)到目標(biāo)基因的特定位置，以進(jìn)行DNA切割或編輯.RNA引導(dǎo)序列的設(shè)計(jì)是基因編輯的關(guān)鍵部分，它決定了編輯的準(zhǔn)確性和特異性.（3）DNA修復(fù)機(jī)制.基因編輯涉及對(duì)DNA的改變，而細(xì)胞通常會(huì)嘗試修復(fù)DNA損傷.有兩種主要的DNA修復(fù)機(jī)制：非同源末端連接（NHEJ）和同源重組（HDR）.NHEJ是一種相對(duì)不精確的修復(fù)方式，通常會(huì)導(dǎo)致插入或缺失的突變.HDR則需要提供一個(gè)外源的DNA模板來(lái)實(shí)現(xiàn)精確的修復(fù)，通常用于基因糾正.（4）倫理和法律框架.基因編輯技術(shù)的理論框架還包括與倫理和法律相關(guān)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(shí)驗(yàn)室和臨床環(huán)境中使用這項(xiàng)技術(shù)時(shí)遵守法律和倫理準(zhǔn)則.（5）科學(xué)倫理.科學(xué)倫理涉及科學(xué)家在研究中必須遵守的倫理原則.（6）應(yīng)用領(lǐng)域.基因編輯技術(shù)的理論框架還包括各種應(yīng)用領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、生態(tài)學(xué)和生物研究等.2.1.1提出問(wèn)題和疑慮在教學(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生思考和討論基因編輯嬰兒事件中涉及的科學(xué)和倫理問(wèn)題.他們可以提出一系列問(wèn)題和疑慮：賀建奎是否有足夠的科學(xué)依據(jù)來(lái)進(jìn)行基因編輯？基因編輯技術(shù)是否足夠安全，可以用于人類胚胎？這一技術(shù)是否應(yīng)該用于生殖目的，還是只應(yīng)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(guī)定？科學(xué)家在進(jìn)行這項(xiàng)研究時(shí)是否考慮了潛在的風(fēng)險(xiǎn)和倫理考量？這些問(wèn)題可以激發(fā)學(xué)生的好奇心，并引導(dǎo)他們開(kāi)始深入探究基因編輯嬰兒事件的各個(gè)方面.2.1.2分析證據(jù)和信息學(xué)生在深入研究這一事件時(shí)，需要收集和分析相關(guān)的證據(jù)和信息.這包括科學(xué)文獻(xiàn)、新聞報(bào)道、倫理原則文件以及法律規(guī)定.通過(guò)仔細(xì)研究這些資料，學(xué)生可以了解賀建奎的研究方法、技術(shù)細(xì)節(jié)，以及該技術(shù)是否已經(jīng)在動(dòng)物研究中得到驗(yàn)證.此外，學(xué)生還可以查閱國(guó)際倫理準(zhǔn)則，了解全球社會(huì)對(duì)基因編輯嬰兒?jiǎn)栴}的看法，以及是否有相關(guān)的法律規(guī)定.2.1.3討論倫理和科學(xué)關(guān)系基因編輯嬰兒事件引發(fā)了科學(xué)與倫理之間的復(fù)雜關(guān)系.學(xué)生可以在課堂上進(jìn)行討論，深入探討科學(xué)技術(shù)的發(fā)展如何引發(fā)倫理和社會(huì)問(wèn)題.他們可以思考科學(xué)家在研究中如何權(quán)衡科學(xué)進(jìn)步和倫理責(zé)任，以及社會(huì)如何應(yīng)對(duì)新興科技的倫理挑戰(zhàn).學(xué)生還可以考慮不同的倫理框架，如功利主義、權(quán)利倫理學(xué)和美德倫理學(xué)，以幫助他們理解不同人群對(duì)這一事件的倫理看法.這有助于培養(yǎng)學(xué)生的倫理思維和辯論技巧，使他們能夠更全面地考慮科學(xué)與倫理之間的關(guān)系.2.2提高社會(huì)責(zé)任感：從基因編輯嬰兒事件中汲取教訓(xùn)STS教育強(qiáng)調(diào)科學(xué)家和技術(shù)人員在他們的工作中必須承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任.基因編輯嬰兒事件是一個(gè)充分說(shuō)明了科學(xué)家個(gè)人名利追逐可能導(dǎo)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(gè)重要教材，用以培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，并使他們更加關(guān)注科學(xué)研究的道德和社會(huì)影響.2.2.1理解科學(xué)家的社會(huì)責(zé)任基因編輯嬰兒事件揭示了科學(xué)家和研究者在進(jìn)行研究時(shí)所面臨的巨大社會(huì)責(zé)任.賀建奎作為一名科學(xué)家，應(yīng)該對(duì)其研究的倫理和社會(huì)后果負(fù)有責(zé)任.學(xué)生可以思考科學(xué)家在決定使用新興科技時(shí)，如何考慮倫理原則、法律法規(guī)以及潛在的社會(huì)和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn).教師可以鼓勵(lì)學(xué)生分析這一事件中賀建奎的行為，探討他是否承擔(dān)了足夠的社會(huì)責(zé)任.這有助于學(xué)生深入了解科學(xué)家在科研道路上應(yīng)該遵守的倫理規(guī)范，以及不道德行為可能導(dǎo)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(zé)為了個(gè)人名利而蓄意逃避監(jiān)管，私自進(jìn)行基因編輯研究.這為學(xué)生提供了一個(gè)典型案例，用以討論名利追逐與倫理沖突之間的關(guān)系.學(xué)生可以思考科學(xué)家是否應(yīng)該將個(gè)人名譽(yù)和財(cái)富置于倫理和社會(huì)責(zé)任之上，可以分析這種名利追逐如何可能導(dǎo)致道德滑坡，以及如何防止這種情況的發(fā)生.通過(guò)對(duì)這一事件的深入討論，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)家應(yīng)該如何平衡個(gè)人利益與社會(huì)責(zé)任，并認(rèn)識(shí)到道德決策在科學(xué)研究中的關(guān)鍵性.2.2.3強(qiáng)調(diào)科學(xué)倫理和法律規(guī)范基因編輯嬰兒事件引發(fā)了對(duì)科學(xué)倫理和法律規(guī)范的廣泛討論.在高中生物教育中，學(xué)生可以學(xué)習(xí)關(guān)于科學(xué)研究倫理的基本原則，如尊重人的尊嚴(yán)、最大限度減少傷害、透明度和公正性.他們還可以了解國(guó)際上關(guān)于基因編輯和生殖醫(yī)學(xué)的法律規(guī)范和指導(dǎo)原則.引導(dǎo)學(xué)生分析這一事件中是否存在違反倫理和法律規(guī)范的行為，以及這些規(guī)范的制定背后的動(dòng)機(jī).通過(guò)對(duì)科學(xué)倫理和法律規(guī)范的深入了解，學(xué)生可以更好地理解科學(xué)家在研究中所承擔(dān)的責(zé)任，并明白不道德行為的后果.2.3促進(jìn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)：基因編輯嬰兒事件的綜合探討基因編輯嬰兒事件是一個(gè)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的復(fù)雜議題，包括生物學(xué)、醫(yī)學(xué)倫理、法律和社會(huì)政策等.在高中生物教學(xué)中，引入高中政治跨學(xué)科項(xiàng)目，是促進(jìn)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)和深入理解這一事件的有效方法.通過(guò)這一案例，學(xué)生將有機(jī)會(huì)綜合運(yùn)用高中政治知識(shí)領(lǐng)域的概念和觀點(diǎn)，探討基因編輯技術(shù)的倫理、法律和社會(huì)問(wèn)題.2.3.1項(xiàng)目導(dǎo)向?qū)W習(xí)：基因編輯嬰兒事件法律考量學(xué)生將研究國(guó)際和國(guó)內(nèi)法律規(guī)定，了解基因編輯技術(shù)的法律框架.他們可以探討中國(guó)和其他國(guó)家對(duì)基因編輯的法律規(guī)定以及國(guó)際社會(huì)對(duì)這一問(wèn)題的看法.同時(shí)，學(xué)生將調(diào)查社會(huì)政策對(duì)于基因編輯的立場(chǎng)以及公眾對(duì)這一技術(shù)的態(tài)度.他們可以分析媒體報(bào)道、政府聲明以及社會(huì)科學(xué)研究，以了解不同利益相關(guān)者的觀點(diǎn).2.3.2跨學(xué)科綜合研究學(xué)生在項(xiàng)目中不僅學(xué)習(xí)了高中政治的知識(shí)，還需要將這些知識(shí)綜合運(yùn)用來(lái)分析基因編輯嬰兒事件.他們可以形成小組，各自負(fù)責(zé)一個(gè)特定領(lǐng)域的研究，然后共同合作，將這些知識(shí)整合在一起，形成全面的綜合報(bào)告.例如，一個(gè)小組可以負(fù)責(zé)生物學(xué)方面的研究，解釋CCR5基因編輯的原理和潛在風(fēng)險(xiǎn).另一個(gè)小組可以探討醫(yī)學(xué)倫理，討論科學(xué)家在倫理決策上的挑戰(zhàn).同時(shí)，還有一個(gè)小組可以研究法律和政策，評(píng)估中國(guó)和國(guó)際社會(huì)對(duì)基因編輯的法律框架.最后，一個(gè)小組可以分析社會(huì)政策和公眾觀點(diǎn)，深入了解不同利益相關(guān)者的立場(chǎng).2.3.3辯論和討論在項(xiàng)目的最后階段，學(xué)生可以參與辯論或討論，分享他們的研究結(jié)果和觀點(diǎn).這有助于培養(yǎng)學(xué)生的溝通和辯論技巧，同時(shí)加深他們對(duì)基因編輯嬰兒事件的理解.教師可以組織一場(chǎng)模擬國(guó)際辯論，讓學(xué)生扮演不同國(guó)家代表，就基因編輯技術(shù)的倫理和法律問(wèn)題展開(kāi)辯論.這種活動(dòng)將使學(xué)生更深入地思考全球視野下的科學(xué)