STS理论在生物竞赛中的应用:STS理论

　　STS是科学（Science）、技术（Technology）、社会（Society）三个英文单词首字母的缩写，STS教育即“科学、技术与社会”教育。其目的是为了研究如何把科学技术和社会有机地结合起来实施教育，重视科学技术在社会生产、生活和发展中的应用。其内容按国外学者及我国苏州大学的意见，大体有这几方面：突出科学和技术的社会环境；知识的使用；问题解决技能；逻辑推理和做决策的能力；伦理和价值观；面向未来的教育。这已成为当前各国教育改革中的一种新的科学教育思想。
　　STS教育强调参与意识的培养与训练，多强调科学、技术、社会兼容。在科学和技术的关系上，比以往更多地重视技术教育，在科学和社会关系上，强调价值取向，在基本理论与实际的关系上，重视从问题出发进行学习，在普遍的素质教育与对高级专门人才的培养上，强调素质教育[1]。
　　生物竞赛是围绕国内生物初赛、联赛、竞赛和国际生物奥林匹克竞赛的辅导、培训、选拔、考试等系列活动统称。生物竞赛教育功能的实质就是素质教育。人的综合素质的全面提高是社会发展的一般要求和趋势，尤其是当前人类已经迈入知识经济社会，提高人的综合素质尤为迫切。作为我国未来社会建设和发展中坚力量的中学生，提高生物科学素养是非常必要的。近几年我省专业辅导老师在生物竞赛中积极探索和实践STS教育思想，不断丰富自己的知识并改善授课策略，提高了学生对科学、技术与社会的相互作用问题的认识，促进了学生在知识、能力、品德等方面的综合发展，取得了可喜成绩。下面就生物竞赛中如何渗透STS教育思想谈几点认识。
　　一、关注社会需求，了解生物科学新进展
　　生物学是一门基础应用学科，生物科学的新进展如雨后春笋层出不穷。无论是微观方面的细胞、分子，还是宏观方面的地球环境、资源，都在发生日新月异的变化。教师在授课过程中基于教材但不局限于教材，适时引入国内外科学技术领域与生物相关的社会热点，让学生看到科学知识在生产及生活各方面的应用，不仅拓宽了学生的视野，还可以激发学生的学习兴趣，形成自觉渴求新知识的意识。作为辅导生物竞赛的中学教师，在教学过程中结合相关教学内容，适当地增加有关生物科学技术及其应用的教学内容，让学生身在教室却时刻能感受自己所学知识与社会发生的内在联系，无疑为学生的学习注入了新的动力。如讲授“基因的本质”时，在讲述DNA分子的结构及其蕴含的遗传信息的内容后，使学生认识到每个人的DNA都不完全相同，可增加介绍DNA指纹技术，运用该技术，刑侦人员从犯罪现场获得的血迹，甚至于一根头发等样品，就可以进行DNA指纹鉴定，从而确定罪犯；进行“基因突变及其他变异”的教学时，在讲到由于遗传物质改变而引起人类遗传病的类型及预防时，可向学生介绍人类基因组计划研究最新进展，通过该计划，人类可以清晰地认识到人类基因的组成、结构、功能及其相互关系，相应的提出在基因水平上达到治疗疾病的目的（即基因治疗），比如运用基因疗法，给糖尿病患者的细胞中注入胰岛素的基因，使他们自己能产生胰岛素，而不必每天注射；讲授“细胞的全能性”内容时，用植物的组织培养过程作为例子帮助学生理解这部分内容时，可增加介绍植物细胞工程技术和克隆技术，以及该技术的应用，包括高效抗癌药物紫杉醇的大量生产，人工种子的获得及应用，克隆动物，单克隆抗体等。
　　二、结合生产实际，重视生物技术开发应用
　　STS教育的基本精神在于把科学教育与社会发展、社会生活结合起来，使学生认识到科学技术对于生产生活的作用，从而培养学生热爱科学、热爱生活的情感，从知识和情感上都得到满足[2]。因此在教学中渗透STS教育思想，使学生认识到科学知识的使用能够创造新的技术，技术的应用有利于社会的进步、环境的改善。如围绕“酶”的教学，利用果胶酶能分解果肉细胞壁中的果胶，介绍果胶酶能提高果汁产量，使果汁变得清亮；加酶洗衣粉比普通洗衣粉有更强的去污能力；含酶牙膏可以分解牙缝中的细菌，使牙齿亮洁，口气清新；消化不良时可以服用含多种消化酶的多酶片。讲授“光合作用”时，可介绍温室栽培，并发动学生探究如何通过控制光照的强弱、温度的高低以及改变作物环境中的二氧化碳的浓度，来提高作物产量。进行“生态系统的能量流动”的教学时，在学生明确了能量流动的过程及特点以后，引入生态农业的介绍，实现了对能量的多级利用，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。
　　三、面对疑难问题，倡导合作和探究性学习
　　STS教育注重合作学习，整个教学过程以学生为中心，教师是教学过程的参与者和组织者，是学生学习的合作者、指导者和服务者[3]。教学过程既是学生解决问题的过程也是学生生活的一部分。在教学过程中将学生分成若干人数的小组，以小组为单位进行互帮互助的学习，让学生自主构建知识体系，在自主、合作、探究学习中成长。小组学习让学生由被动变为主动，把个人自学提出疑问、小组交流互助解答、教师指点知识升华等有机地结合起来。特别是在分组讨论中，组内成员相互合作，学生的聪明才智和个性潜能得到最大限度的发挥，体现了学生的主体作用；小组之间合作、竞争，激发了学习热情，最终使学生在互补促进中共同提高。学生无论是在知识、技能方面，还是在能力方面都能得到发展，应试能力得到提升，其综合素质也能上新台阶。如“生态学”部分的教学中，学生小组合作，对这部分进行了归纳，建构知识体系如下图所示：
　　“节肢动物门”部分的学习中，学生通过对甲壳纲代表动物鳌虾进行鳌虾进行解剖，结合小组讨论，对鳌虾的附肢进行了整理和小结：
　　螯虾的附肢
　　第一体节一对附肢完全退化，其余各体节即使愈合也保留一对附肢，共20体节、19对附肢。
　　四、培养参与意识，提高决策能力
　　“参与”和“决策”是STS教育思想的重要体现。学生在学习课本知识的同时，引导学生不是把自己关在教室里“一心只读圣贤书”，而是把自己置身于现实世界中，关注与人类生存和发展有密切联系的环境、人口、资源、粮食等重大问题，利用所学知识去解答当前社会出现的现象、发生的问题[4]。如上“环境保护”这节课时，首先将收集到的一系列数据呈现给学生，让学生意识到我国森林覆盖率低，且每年随着环境污染进一步减少；然后让学生思考以下问题：我国政府为什么把环境保护列为国家的基本国策？我国很多地方环境恶化的原因是什么？结合本地区的实际，搞好环境保护，有哪些具体方法和途径？这样就有利于学生的参与和决策。学生在参与和决策中获得的不仅仅是知识，还有对知识的运用，并能深刻认识到科学知识的价值。学生在解决与课本知识相关问题的同时，摒弃学习竞赛知识只为升学而学的功利思想，而是真正理解通过该学科知识的学习，有助于解决人类自身的问题。如“细胞呼吸”教学中，可安排学生制作果酒。制作前，先组织学生查找资料，让学生了解酵母菌的兼性厌氧生活方式，理解发酵需要一定的条件，传统发酵方法，发酵技术中所使用的酵母菌的来源，然后组织学生讨论，在发酵过程中，如何保证发酵液不受污染，如何控制好温度，遇到这些问题时，鼓励学生思考并解决，整个过程中，教师一直扮演观察员的角色，全部由学生决策。以下为学生设计的实验：