高中生物现代生物科技专题在培养生物学科核心素养

舒兴彪 杨娟

摘 要：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。社会责任是生物学科核心素养的组成部分，在发展学生责任担当中具有重要作用。同时通过介绍生物科技在解决社会实际问题中的应用，可以激发学生学习生物学科的兴趣。

关键词：生物学科核心素养 社会责任 基因工程 细胞工程

引言

生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生物活动规律的科学。学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备品格和关键能力[1]。生物学科核心素养是学生通过学习生物学的知识与技能、思想与方法从而具备重要观念、关键能力以及必备品格[2]。生物学科核心素养是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现[1]。生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任[1]。社会责任已成为21世纪公认的合格公民的基本素养之一[3]。“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，做出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力[1]。社会责任侧重于情感、态度、价值观方面的内容，是学生生物学科核心素养目标维度之一，同时它也属于生物科学的非智力因素，是其他3个素养发展的动力和目的，能综合体现其他3个素养的水平。利用现代生物科技专题相关生物工程的应用可以为培养学生生物学科核心素养中的“社会责任”提供理想的材料。

一、基因工程中“社会责任”的培养

1.设计问题

学生学完基因工程中的DNA重组技术的基本工具和基因工程的基本操作程序后，利用PPT展示普通棉花被棉铃虫毁坏的图片。设计问题引导学生思考：如何解决这一问题？在教学中请小组代表阐述解决办法，有的小组的解决办法是喷洒农药，然后利用PPT展示农药对环境的危害。让学生知道为了保护环境不能长久喷洒农药来解决这一问题。启发学生进一步思考解决办法。同时利用PPT展示苏云金芽孢杆菌中的毒蛋白基因，启发学生思考通过把不同生物的基因重组起来可以改变生物的性状。

2.抗虫棉花的培育

引导学生构建抗虫棉花培育过程，在构建过程中体会生物科技解决人类实际问题。课后上网搜索基因工程解决人类问题的例子，在下节课上分组表达交流。

3.基因工程的应用

（1）植物基因工程

利用PPT展示基因工程在培育抗虫转基因植物（水稻、棉花、大豆、蚕豆、烟草、苹果等）、抗病转基因植物（抗病毒番茄）、抗逆转基因植物（抗冻番茄）及改良植物品质（富含赖氨酸的玉米）中的应用。

（2）动物基因工程

同样利用多媒体展示基因工程在提高动物生长速度（转基因鲤鱼）、改善畜产品质量及培育器官移植动物供体中的应用。

（3）基因工程药物

介绍基因工程在生产白细胞介素、干扰素、抗体、疫苗激素等的应用。

（4）小结

随着现代生物科技的发展，生物科技的应用越来越广泛，基因工程在植物、动物和制药中得到了广泛的应用。基因工程为人类解决了各种各样的实际问题，为人类的生存和发展做出了很多重大贡献。让学生体会到学以致用，从而培养生物学科核心素养中的“社会责任”。

二、细胞工程中“社会责任”的培养

1.植物细胞工程的实际应用

（1）植物繁殖的新途径

利用PPT介绍植物细胞工程在农作物微型繁殖、农作物脱毒、制作人工种子中的应用。

（2）作物新品种的培育

介绍植物细胞工程在培育单倍体、突变体中的应用，同时把单倍体育种及突变体育种与传统育种相比的优点，以此突出植物细胞工程的优越性。

（3）细胞产物的工厂化生产

紫杉醇是一种具有良好疗效的抗癌药物，但只能从红豆杉里提取，PPT展示人为了提取紫杉醇而剥紅豆杉皮的图片。启发学生思考不能为了提取紫杉醇任意毁坏红豆杉。利用多媒体介绍利用组织培养技术生产抗癌药物--紫杉醇中的过程，让学生体会植物细胞工程在保护自然界濒危珍稀植物物种中发挥的作用。

2.动物细胞工程的实际应用

（1）体细胞核移植技术的应用前景

利用PPT介绍尿毒症患者的症状，提问学生尿毒症的治疗方法。小组思考交流尿毒症治疗的方法：血液透析肾移植。讲解两种方法的缺点，血液透析给患者带来了很多的痛苦且要长期透析，而肾脏移植的缺点是肾来源少且不同个体的器官存在严重的免疫排斥反应。启发学生思考有没有什么方法解决免疫排斥反应？引入体细胞核移植技术解决异体器官存在免疫排斥反应的问题。

（2）单克隆抗体的制备

在课前让学生网上查阅癌症及癌症治疗的方法，在课上交流。然后请学生代表分享癌症治疗的方法。总结：癌症现目前主要采用“化疗”和“物疗”，两种方法治疗癌症都有一定的效果，但是也有极大的副作用，比如“化疗”过程中除了杀死癌细胞还把正常的细胞也杀死了。思考：有没有什么药物只辨别癌细胞且只把癌细胞杀死呢？

利用PPT展示“生物导弹”——单克隆抗体，讲解其优点：单克隆抗体可以定向识别癌细胞，在治疗过程中只把癌细胞杀死而不会杀死正常癌细胞。单克隆抗体可以通过动物细胞工程制备，体现动物细胞工程在治疗癌症中的重要作用。

三、总结

生物学科核心素养中的社“会责任”是指学生在学习了生物学知识后，能够参与个人和社会事务，能做出理性解释和判断，能解决生产生活问题的担当和能力。通过学习高中生物选修三生物科技专题中的基因工程和细胞工程在解决人类生产、生活中的实际问题中的应用，达到培养生物学科核心素养中“社会责任”的和激发学生学习生物学科情趣的目的。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]黄丽.生物学核心素养在高中生物科学史教学中的体现[J].文理导航，2019（2）.

[3]李瑞雪，王健.高中生物学学科素养之社会责任：内涵、进阶及教学建议[J].生物学通报，2019（54）：1-20.