中学生物学教学要“讲好袁隆平故事”

庄佩璇 胡继飞

［摘要］ 袁隆平院士是新时代我国科学家的杰出代表，其人生阅历、学术成就和科学精神是宝贵的课程资源。在简要介绍袁隆平院士的生平及学术成就的基础上，研究深度挖掘“讲好袁隆平故事”所蕴含的生物学课程资源及其教育价值，并列举了“讲好袁隆平故事”的若干教学实例。

［关键词］ 生物学教学；袁隆平；科学故事；科学家；课程资源

将我国科学发展领先世界的重要成果有机融入中小学科学教育，以激发青少年探索科学的热情、培育家国情怀、增强民族自豪感，是当前科学教育的热点话题。科学家的故事是传播科学知识、启迪科学思维和培育科学精神的有效资源，讲故事是学生喜闻乐见的一种学习形式，比起教条式说教更容易为学生所接受。袁隆平是我国当代科学家的杰出代表，为我国的科技事业树立了一座历史丰碑，他的故事蕴含着极其丰富的教育资源。

一、袁隆平院士及其科学家精神

1953年从西南农学院毕业后，袁隆平怀揣着报效祖国的赤子之心，到偏远的湖南安江农校任教，教授植物学、遗传育种、作物栽培等专业课程。为了上好这些课，他系统研究了小到植物细胞的结构，大到植物生理学、遗传学等内容。他的课堂非常注重实践，经常带着学生在实践中验证课本所学理论。1960年发生的粮食大饥荒使袁隆平深受触动，他立志要解决当时水稻育种的世界性难题。自此，他一边在安江农校任教，一边致力于水稻育种研究。当年夏天，他在实验田发现了一棵“鹤立鸡群”的水稻植株，等到种子种下成熟后，却没有一棵子代植株的性能比得上那棵奇异的植株。袁隆平判断其是天然杂交稻，并由此入手，突破了杂交水稻研究技术路线的首个难题，提出“三系法”籼稻杂交路线，明确连续自交选育优良性状的水稻也可以产生杂种优势。“三系法”成功的关键首先是找到合适的不育系材料。1964年，袁隆平进行大量的田野观察，并首次发现天然不育雄株。此后经过大量的科学实验汇总著有《水稻的雄性不孕性》总结性论文，该文于1966年被《科学通报》刊发并引起轰动。1970年10月，“雄性不育野生稻”（简称“野败”）在海南被发现，一时间整个团队欣喜若狂。“野败”的发现，为多年停滞不前的三系法改良研究找到突破口。经过两年多的协同攻关，袁隆平团队于1973年成功地实现了三系法育种。1976年，三系法杂交水稻在全国大面积种植，至2000年累计种植面积2.53亿公顷，增产稻谷达3600亿公斤，总体产量比常规水稻增产约20%，被誉为“第二次绿色革命”。

在享誉盛名之时，袁隆平并没有陶醉。他发现三系法依然存在着产生种子环节多、配种不自由等问题，于是毅然决定继续创新，提出两系法杂交水稻制种方法，即利用光温敏感型核雄性不育系作母本产生种子。两系法于1995年取得成功并开始推广应用，到2000年在全国累计种植面积达330公顷以上，平均产量比三系法增产5%以上，“东方魔稻”开启了新篇章。随后，袁隆平又提出了超级杂交水稻的奋斗目标，于1996年获得国家立项。他创新地设计了超级杂交水稻的培育路线，即强大的亚种间杂交选优并和培育优良的稻株形态有机结合，借此培育出一批超级稻苗组合。2015年，袁隆平团队选育的“超优千号”，在湖南超级稻示范基地率先达成了每公顷16吨的产量，使得第四期超级稻计划提前超额完成。2020年初，袁隆平在三亚发布“袁梦计划”，突破性地在盐碱地上进行水稻种植试验。

袁隆平还积极分享传授杂交水稻技术。在国际农业合作和“一带一路”推动下，累计培训50多个发展中国家超2000名政府人员和农业技术专家，帮助多国培育高产杂交水稻，努力践行着杂交水稻覆盖全球的目标。2021年5月22日，拥有杂交水稻之父、共和国勋章获得者、国家最高科学技术奖得主、中国工程院院士和美国科学院外籍院士等顶级荣誉称号的袁隆平，与世长辞，举国哀悼。

二、袁隆平故事的生物学教育价值

袁隆平院士给世界留下了宝贵的物质财富和精神食粮，包括造福全人类的杂交水稻研究成果，更包括其身上折射出来的可敬的科学精神和崇高的爱国情操，这些都蕴含着极其丰富的生物学教育价值。

1.“袁隆平故事”是難得的生物学课程资源

“杂交水稻之父”袁隆平及其事迹多次被写进中小学教科书。比如，人教版初中生物学教材中先后出现3次袁隆平的故事，在新版高中生物学教材必修2中以正文之首的“科学家访谈”形式出现，其事迹还入选语文、历史等学科教材。在教材之外，教师搜集利用各类课程资源，深度挖掘袁隆平故事所蕴含的生物学课程资源及核心素养内涵，可为生物学教学提供有益的借鉴和参考。回顾袁隆平培育杂交水稻的过程，我们可以清楚地看到其中包含了大量的遗传学理论知识，研究过程展现出严谨的科学研究方法和创新思维范式，以及背后艰苦奋斗的科学精神，这些生动的故事可为生物学教学提供直接或间接的课程资源。资源形式也非常丰富，除了纸质的图书、报刊外，还有众多的影像资料及实践基地。袁隆平的故事还为劳动教育提供了极好的教育素材，如袁隆平杂交水稻科学园、袁隆平杂交水稻科技馆及安江农校试验田（袁隆平发现天然杂交稻之处）等研学基地都可作为校外的活动课程资源，将生物学理论知识和实践有效结合，在榜样激励的作用下有机渗透劳动教育，培养学生的劳动意识和实干精神。

2.“袁隆平故事”蕴含丰富的核心素养

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出的生物学四大学科核心素养，均可以在“袁隆平故事”中找到支撑和落脚点。一是生命观念。袁隆平在研究杂交水稻的过程中充分诠释了生命观念中的遗传与变异观。他在发现天然杂交稻后培育子代并发现子代的性状都比不上前一代“鹤立鸡群”的植株，到后来的远缘杂交、雄性不育系等研究，其中涉及“性状分离”“杂交”“杂种优势”“配子不育”等大量的生物学概念。虽然生物学概念并不等同于生命观念，但生命观念作为生物学学科核心素养的标志，是在众多生物学核心概念基础上的抽象和概括，是贯穿生物学课程教学的主线，有助于学生理解大范围的生物学事件，并解释相关的生命现象。因此，教师在教学过程中要正确理解并运用概念教学，充分利用故事中的生物学事实，帮助学生形成遗传与变异观、进化与适应观等正确的生命观念。

二是科学思维。在杂交水稻研究中，袁隆平在直接的实验事实依据的基础上，运用了大量的科学思维，使杂交水稻研究总体沿着正确的路线前进。研究初期，经过数年的实践，他否定了当时的权威理论，确定水稻具有杂种优势，并类比高粱、玉米杂种优势的相关经验，运用逻辑思维提出三系法路线，此后又开创了两系法育种和超级稻研究，其理论上都是在三系法路线下的逻辑延伸。袁隆平在研究中充分运用了敢于质疑的批判性思维，类比、归纳、推理的逻辑思维，以及创造性思维。科学思维是科学教育的高阶目标，不同学科的侧重点有所不同。教师可以挖掘袁隆平杂交水稻研究科学思维的关键步骤，简化成符合学生认知规律的方式来呈现，这将有助于发展学生的科学思维。

三是科学探究。袁隆平的成功，除了具备专业基础和科学思维，还得益于锲而不舍的实验、细致敏锐的观察、敢于创新的精神、合作攻关的科学探究能力。从14000多个稻穗中找出6株天然雄性不育株就是他成功的先决条件，据此才有了野生稻与栽培稻进行远缘杂交以创造新的不育系材料这一新方案。在研究方向明确、持之以恒努力的条件下，“野败”的发现是偶然中的必然。研究过程的路线转变既是勇于创新的探索，也是团队合力的成果。作为生物学学科核心素养，科学探究既是一种学习方式，也是关键的科学能力，学生在探究性学习中发现有价值的生物学问题和生物学现象，并对其进行观察，对结果进行讨论交流，有助于从全周期来培养学生的科学探究能力。

四是社会责任。科学研究的成功与人的品格是密切相关的。袁隆平有造福人类、爱国爱民的社会责任意识，在注意到水稻育种停滞不前、成为世界性难题和人民饱受饥荒时，就立志解决我国粮食短缺问题。在我国推广应用杂交水稻研究成果时，袁隆平也积极帮助他国发展高产杂交水稻技术，这与课程标准对“社会责任”的定义高度一致，即树立造福人类的态度和价值观，关注社会性科学议题，具备利用生物学知识解决生产、生活问题的担当和能力。“袁隆平故事”不仅可以渗透人文教育，还能促进学生社会责任的形成和发展。

三、“讲好袁隆平故事”教学举隅

讲好袁隆平的故事，不是为了讲故事而讲故事，而是要通过整合相关资源来为落实课程目标和学科核心素养服务。这样既能帮助学生掌握生物学知识，也能让学生领悟科学家解决问题的思维和方法。

1.利用“袁隆平故事”引入课堂

人教版生物学教材八年级下册中的“人类应用遗传变异原理培育新品种”一课，高中生物学必修2“孟德尔遗传规律的应用”一课中都有杂交育种的相关学习内容。在学习这部分内容时，可以借助生动的袁隆平研究故事情节先吸引学生的关注，以激发学生内在学习动机，然后提出：袁隆平进行杂交水稻研究的原理是什么？他又是怎样证明杂交水稻优势的？由此顺利引入课堂内容的学习。

1994年，布朗发表了《谁能养活中国》的文章并宣称，中国人口将在21世纪30年代达到16亿，但中国无法独自养活16亿人，到时谁来养活中国？谁来拯救由此引发的全球性粮食短缺和动荡危机？面对“中国威胁论”的质疑，袁隆平回应道：“中国完全能解决自己的吃饭问题，还能帮助世界人民解决吃饭问题。”现在，中国已经成功地用占世界9%的耕地面积养活了占世界近20%的人口。超级杂交水稻也推广到多国种植，为解决发展中国家粮食短缺问题提出了中国方案，对发展中国家的粮食安全和扶贫产生了积极而深远的影响。

2.利用“袁隆平故事”发展生物学观察能力

观察能力是指全面、深入、正确地观察和认识事物的能力，表现在生物学科上就是要善于观察生物体和生命现象的细微变化和本质特征。观察是科学探究能力的重要组成部分，也是进行科学实验的前提条件。人教版生物学教材七年级上册的“技能训练”栏目就专门设置了“观察”技能，高中生物学则侧重于利用显微镜进行微观细胞的观察。因此，学会严谨细致的观察将有助于发展学生的科学探究能力。理论课上单纯的说教并不利于学生掌握观察的注意事项，因此教师可以先提出“正确的科学观察和日常观察有何不同，科学观察需要遵循什么原则”等问题，然后呈现以下故事素材，引导学生总结和理解科学观察具有细致性、全面性和客观性等特征。

从20世纪60年代，袁隆平就开始水稻良种研究，安江农校的师生们经常能看到他在本校农场稻田里寻寻觅觅的身影，他总是边观察、边记录，有时还做出标记（细致性）。在1961年夏天，他如获至宝地在农场稻田里发现了一株高大、穗大粒多的稻株，做完标记后每天都观察它的生长情况，并记录在案（细致性）。收割时，将这株稻穗上的170多个种子都收集起来，在来年播种培育（全面性）。第二年，观察发现培育的子代都没有“母种”的优良性状，他敏感地意识到这与当时权威的“水稻等自花传粉植物没有杂种优势”观点是不符的（客观性），并由此获得了灵感，才有了后續的研究和巨大的研究成果。

通过袁隆平的事迹更有助于让学生理解并实践生物学观察。

3.利用“袁隆平故事”培养科学态度和价值观

袁隆平的故事充分展示了科学上的成功需要以扎实的科学知识为基础，以高尚的科学品质为前提。发现首棵天然不育株后，袁隆平团队经过长达六年的实验，先后选用了1000多个水稻品种，不辞辛劳地进行了3000多个测交和回交实验，都不能找到一个不育率100%的雄性不育系，直到发现“野败”迎来了转机。多个科研协作组利用“野败”与数百个正常水稻品种进行了数千个测交实验，其中“二九南1号”不育系就经过了连续3年共7代的测交和回交，使用了10个株系共3000株实验稻……通过真实科研故事的沉浸式分享，学生深刻体会到科研的道路是充满艰辛与曲折的，并在袁隆平实事求是的科学态度和坚持不懈的科学精神感召下树立正确的价值观念。

4.结合“袁隆平故事”开展第二课堂活动

在第二课堂活动中融入素质教育主题和探究学习内容，不仅可以提升教学质量，还能提高学生的综合素养。结合“袁隆平故事”开展第二课堂有多种形式。在社团活动时，可以成立袁隆平事迹学习小组，组织学生分工搜集袁隆平的相关事迹并形成小组报告，在课堂上汇报、交流与讨论，以让全班同学都深入学习袁隆平的科学家精神。有条件的学校还可以结合具体实际，在前文提到的袁隆平与杂交水稻的相关展览、纪念场所开展研学教育，让学生在亲身经历中体会知识运用的价值。另外，在进行校园文化建设时，可在生物学实验室、生物园、科学家宣传栏等场所展示袁隆平的画像、生平、业绩等，以营造校园崇尚科学的浓厚氛围。

此外，教师还可以利用“袁隆平故事”辅助讲解杂种优势、远缘杂交、雄性不育等生物学概念，以袁隆平为楷模向学生介绍育种工作者这一与生物学相关的职业，将“袁隆平故事”延伸到职业生涯教育等领域。

［参考文献］

［1］张广铎.袁隆平与杂交水稻[J].农业与技术，2001，21（6）：66-69.

［2］刘恩山，曹保义.普通高中生物学课程标准（2017年版）解读）[M].北京：高等教育出版社，2018：47.

［3］胡继飞.生物教育心理学[M].北京：北京大学出版社，2017：237.

［4］祁淑英.袁隆平传[M].郑州：河南文艺出版社，2008：139.