王燕霞 马小明

STSE 为 Science(科 学 )、Technology(技 术 )、Society(社会)、Environment(环境)首字母的缩写，STSE教育是融合了科学、技术、社会和环境等先进思想的一种新型教育模式，其核心目的是通过教育使学生掌握科学研究的一般方法和基本技术，同时使学生认识到科学、技术与社会、环境之间是密切联系且相互影响的，需要合理地运用科学与技术服务社会、善待环境。目前，世界上很多国家将STSE教育理念作为编写教科书、制订教学大纲的指导思想，STSE教育开始进入了全球教育界[1]。我国对STSE教育的有关研究较晚，如何在我国科学地实施STSE教育，成为我国科学教育界中的热点问题[2]。研究教育发达国家的先进教育教学思想，借鉴教育发达国家生物课程改革和教材编写的经验教训是提高我国中学生物教材质量和教学效果的良好方法。本文整理和分析了2008年由美国The McGraw-Hill Companies(简称MHP)公司出版的高中理科生物主流教材(以下简称“教材”)中的STSE教育相关专题栏目及其设置特色。希望对我国中学生物教材的编制有些许的帮助。

一、“生物学发现”(Bio Discoveries)栏目

“生物学发现”栏目主要介绍一些科学史上重大的科学发现，表1为教材中的8个“生物学发现”栏目，涉及生物学概念、科学探究过程以及科学技术与方法。例如，开篇第一章《生物学研究方法》("Methods of Science")中的科学发现栏目讲述了Jewell Plummer Cobb探索皮肤癌的故事，Jewell Plummer Cobb探究的过程很好地为学生展示了科学研究的一般进程：观察现象→发现问题→做出假设→收集数据→得出结果→形成科学理论→做出新的假设→理论的修正。通过皮肤癌研究的介绍，不仅使学生对生活中的癌症有一定的认识，同时对于癌症病因、治疗技术的发展也有了些许了解，学生轻松掌握科学知识的过程中，掌握科学研究方法，且学生的情感价值观得到了提升。这正是STSE教育理念的集中体现。

表1 美国教材中的科学发现栏目

二、“尖端生物学”(Cutting-Edge-Biology)栏目

“尖端生物学”栏目主要介绍生物学方面最新的科学发现，涉及的主题有生物技术、生物与医疗、人类进化和人类健康。例如，生物信息学在病毒识别和信息追踪方面的应用、探索纳米技术在癌细胞和遗传病的检测、新型药物的研制以及基因治疗方面的新进展和展望，以及“跟踪人类的进化”中涉及的生物学新发现，科学家利用线粒体DNA分析人类的进化，还有DNA凝胶电泳技术，除了文字说明之外，采用点样和DNA片段分离的图片(如图1所示)直观地将凝胶电泳的关键环节和操作展示在学生眼前。通过这些最新科技的介绍，让学生了解现代科学技术研究进展，激励学生探究欲望。

图1 美国教材中的DNA凝胶电泳图片

三、“生物与社会”(Biology & Society)栏目

“生物与社会”这一栏中通过诸多实例揭示了生物学如何影响人类的社会生活和生存环境。教材列举了9个与STSE教育相关的实例，这些例子紧扣当前社会生活，注重与学生已有的生物学知识和生活经验的联系。正文部分还用图示或表格解释抽象的科学知识，每一栏目最后通过丰富的活动对学生的学习效果进行考查，要求学生上网查阅资料、分析资料并撰写小论文或者调查报告，就该主题组织辩论或编制社区活动计划，或者要求学生利用生物知识揭示社会现象，或以游戏形式与同学进行交流。同时栏目中的材料还给学生提供了网络链接便于学生查阅。例如，在介绍风光优美的格伦峡时，指出一个两难问题：格伦峡大坝的修建一方面促进了旅游业发展给当地居民提供了就业机会；另一方面破坏了科罗拉多河地区的生态系统，水体温度上升，鱼类栖息地破坏，水生生物多样性锐减，如何处理这一矛盾，为学生设置疑问，鼓励学生通过辩论，给出“要不要修建大坝”的建议。这一实例以真实的事件为背景，将知识与生活联系了起来；要求学生分组辩论，培养学生的科学思维与语言表达能力；以生态系统的保护为目的来培养学生的环保意识。这些内容充分体现了STSE教育的目标和理念。

四、与生物学相关的职业栏目

教材设置的两类与生物学相关的职业“在田野里”(In the Field)和“生物学中的职业”(Careers in Biology)栏目给学生提供了多样化的与生物学有关的职业，为学生的职业选择提供了导向，吸引了学生对生物学的注意。教材设置的与生物学相关的职业达到54个。这些与生物学相关的职业深入到了社会生活生产的各个领域，大到科学家，小到教师和兽医。“在田野里”栏目设置在单元章节之后，栏目一侧配有与该职业有关的人物或工作场景照片，利用人物故事讲述了具体所从事的工作和从事该职业所需的科学知识、需要取得的相关学位、技能、资格证书等。而“生物学中的职业”一栏则编排于“单元引入”部分或作为辅栏穿插于正文中，“单元引入”中的“生物学中的职业”栏目用简练的语言阐述了该职业所从事的具体工作，并附有巨幅工作者的工作图片。两类栏目都提供了网络链接，让学生上网了解更多与该职业有关的资料。例如，第三单元《遗传学》中，“在田野里”栏目有3个，“生物学中的职业”9处，“在田野里”栏目分布在章节正文内容之后，涉及的职业有科学作家和生物医学研究员。“生物学中的职业”分布在习题和旁栏部分，涉及的职业有遗传学家、医学遗传学家、遗传学实验室技术员、系谱学家、研究科学家、法医等，栏目简洁明了地阐述了该职业所从事的具体工作。

五、“与学科的综合”栏目

美国将STSE教育跟K-12教育结合起来，在生物学教材中突出了生物、科学、社会、环境和历史、地理、医学、物理、数学和化学等学科之间的综合，其中与历史的综合栏目16例，与地理科学的综合12例，与健康科学的综合13例，与物理的综合8例，与数学的综合6例，与化学的综合17例。结合相应的物理学、化学、数学等知识，将抽象的生物学知识解释得淋漓精致，例如美国教材第二单元第二章《细胞的增殖》中的生物学与健康科学的综合专题，讲述了癌症的形成和细胞增殖之间的关系。再如，第二单元第七章《细胞的结构和功能》中的生物学与数学的综合专题，用边长为1μm，2μm，4μm的3个立方体直观地展示了细胞表面面积随着细胞体积的增加而变化的规律，正文部分用立方体体积和表面积的计算方法将细胞增殖中体积变化的规律用数据直观地展示出来。通过与自然学科的综合，将抽象的生物学概念和机理与人类自身的生命现象联系起来，使得生物学知识具体化，易于学生理解。

六、启示与建议

编写教材时可以参考美国教材的编写经验，在教材中设置丰富多彩的与学生实际生活相联系的STSE教育专题栏目。(1)教材中应该及时体现生物科学和技术的最新进展，更新像“科学前沿”和“科学•技术•社会”等体现科技发展的栏目。(2)尽量选择贴近学生生活背景或被社会持续关注的实例，既符合学生认知发展的规律，又可以达到联系生活的目的。(3)实验部分注重编写开发多样化与趣味性并重的学生实验，增加各类丰富的实验提高学生动手操作的能力。(4)设计切实可行的活动引起对环境问题的重视并培养学生尊重生命、保护环境的意识。(5)编排丰富的“生物学与学科交叉”的内容，借助各类自然学科知识来揭示生命现象。(6)“与生物学有关的职业”栏目不要泛泛而谈，介绍该职业所需要的学历、资格证书及职业技能，通过陈述该职业的具体工作以及对人类社会的意义来提高学生学习生物学的兴趣，并加强学生职业意识的培养。作为一线生物教师，在教学过程中更要渗透STSE教育理念，例如讲科学家的故事、做环境污染与保护方面的演讲、制作道具演示抽象的生命现象、对两难问题进行小组讨论等，将知识与社会生活实践联系起来。同时，结合本地实际开发特色教学资源。使学生在了解科学、技术的同时，认识到新科技对社会、环境的影响，认同只有技术服务于社会，人类与自然和谐共处才是最好的选择。