基于核心素养的中学生物学选修课程设计——以“走进神奇干细胞”为例

包逸龙，陈梓轩，杨礼香

（广州大学 广东 广州 510006）

《普通高中生物学课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称新课标）建议从“现实生活应用”“职业规划前瞻”“学业发展基础”三个方向发挥学校和教师的积极性及创造性，开设具有地方特色或学校特色的选修课程，其主要目的是帮助学生更好地生活、就业以及满足一部分学生选择从事科学研究的需求[1]。随着经济、科技、文化的不断发展，社会进入了一个崭新的时代，新时代对人才有了新的要求，教师应以核心素养指导生物学教学内容、教学资源的开发和教学策略方法的选择，并以核心素养指导生物学教学评价[2]。新课标中提到要跟随科技发展的步伐，及时更新教学内容，注重课程的时代性和科学性，让学生在教学过程中发展核心素养。而干细胞研究作为生物学的前沿领域，包含最新的生物知识、技术手段，代表科研的热点和方向，具有时代前沿性，同时也是科学家通过不断研究探索，重复验证得出的，具有科学严谨性，十分适合作为选修课程学习的主题。

1 课程简介

本课程基于生物学学科核心素养的培养，依据新课标中对选修课程“干细胞与应用”的开设建议，围绕干细胞这一主线，分别从理论知识，前沿技术以及实际应用三个主题角度进行设计。主题一从干细胞的基本知识出发，意求学生了解干细胞的相关基本概念，特征及分类。主题二为干细胞的主要获取技术手段介绍，让学生对目前常用的干细胞制备技术有一定了解。主题三围绕干细胞应用，以干细胞治疗和再生医学为主要介绍对象，让学生充分了解目前干细胞在医疗领域的重要价值。本课程可以开拓学生的视野，让学生认可生物学的价值，提高学生对生命科学的兴趣。学生在学习科学家不断探索未知生命过程的同时，增强了学生的问题意识和创新思维；在分析案例，归纳总结时，学会利用所学知识解决问题，对社会热点事件进行理性思考和判断，培养学生的核心素养[3]。

2 课程目标

新课标在“干细胞与应用”模块开设建议中指出：对本模块的学习，可以使学生了解和认识干细胞的基本概念，干细胞生长和分化的机制，干细胞目前的研究进展，干细胞的临床应用及相关疾病治疗。因此，本课程方案的课程目标将从生物学学科核心素养的培养出发，参照新课标相关内容的指导，力求在提高学生文化知识的同时，使其具备优秀的素质。具体课程目标设计如表1。

表1 “走进神奇干细胞”课程目标

3 课程内容

课程内容以发展学生的生物学学科核心素养为宗旨，旨在满足学生的多样化兴趣和发展需要，帮助学生更好地生活、就业，以及满足一部分学生选择从事科学研究的需求。本课程基于课程目标，选取干细胞相关的具有代表性的知识，结合学生实际情况和需求分析后，整理形成了符合高中生认知水平的课程内容。本课程拟定为干细胞概论、干细胞前沿技术、干细胞治疗与再生医学三个主题，每个主题两个课时，共计6 个课时。三个主题的具体内容如表2 所示。

表2 “走进神奇干细胞”课程内容框架表

4 教学过程

本课程的教学在意求培养学生核心素养的同时，拓宽学生的视野，丰富学生知识，激发学生对干细胞的浓厚兴趣。三个主题的主要教学过程如下：

4.1 主题一：干细胞概论

4.1.1 创设情境，导入课程

教师以“海南‘90 后’医生捐献造血干细胞”这一新闻视频作为导入，并向学生提问：“为什么捐献的造血干细胞能够治疗血液病？”引发学生对干细胞的思考，激发学生的学习兴趣，从而导入课程的学习。随后，教师通过多媒体设备的运用，向学生展示不同类型干细胞的相关图片资料，并配以生动的讲授，让学生对干细胞有一个初步的认识。该设计意图通过构建情境，导入课程主题内容，引发学生对干细胞的兴趣，形成基本的生命观念。

4.1.2 分组活动，锻炼思维

学生对干细胞的基本概念有了一定了解后，教师将学生分为若干个小组，将提前准备好的不同类型干细胞的卡片提供给学生，在介绍了干细胞不同发育阶段的潜能差异和类型后，让学生根据干细胞的来源和分化潜能对其进行分类讨论，然后进行简单汇报展示（如图1），从而提高学生在课程中的积极性，培养学生的合作探究意识，增强学生的科学探究能力。随后，教师让学生回忆曾经观察过的人体细胞形态（例如肌细胞、口腔上皮细胞、精细胞等）并与干细胞的形态进行对比，从“形态结构决定功能”这一基本观念出发，向学生介绍干细胞自我更新和多向分化潜能两大特征，让学生对干细胞有更深入的了解。

图1 分类好的干细胞卡片

4.2 主题二：干细胞前沿技术

4.2.1 巧借诺奖，导入课程

教师向学生展示2012 年诺贝尔生理学或医学奖相关资料，即英国生物学家约翰 戈登因和日本生物学家山中伸弥分别因为体细胞核移植技术及诱导多能干细胞技术的杰出成果而获奖。借助诺贝尔奖，丰富学生课外知识的同时，引发学生对课程学习的兴趣。

4.2.2 案例分析，对比归纳

教师向学生分别展示“克隆羊多利的诞生”“体细胞与小鼠胚胎干细胞融合”两个案例，引导学生回顾高中生物学选择性必修3 生物技术与工程中动物细胞工程的核移植及细胞融合的相关内容，并结合干细胞相关知识，向学生介绍核移植和细胞融合在干细胞获取方面的应用。回顾完两种课本学过的技术手段后，教师向学生展示第三个案例“诱导多能干细胞培养角膜移植成功”，简要介绍诱导多能干细胞这一较为前沿的技术。随后，教师将学生分为若干小组，让学生结合所展示的案例及课程所学知识，对比归纳出三种体细胞重编程技术的优缺点（如表3）。相比于直接介绍三种技术及其优缺点，借助具体案例并让学生对案例进行分析、对比和归纳，更有助于培养学生的科学思维，形成相应的生命观念。

表3 三种体细胞重编程技术的优缺点总结

4.3 主题三：干细胞治疗与再生医学

4.3.1 实例导入，开拓思维

教师以“全球首例：干细胞疗法治愈女性艾滋病患者”这一新闻作为导入，并向学生提问：“结合之前所学的知识，干细胞能够被用于治疗艾滋病，与它的什么特性有关呢？”回顾旧知识的同时，向学生介绍干细胞治疗的相关概念和基本原理等新的知识，做到温故而知新。随后，教师以我国脐带血干细胞移植规范方案为例，向学生介绍干细胞治疗的基本流程（如图2）。以新闻作为导入，通过提问的方式带领学生“温故”，做到承上启下，引出新知识的学习。

4.3.2 案例展示，讨论辨析

首先，教师向学生提问“器官衰竭了怎么办?”学生应能够提出器官移植这一解决方案。随后，教师向学生展示我国器官移植供不应求的国情，引发学生对干细胞与器官再生的思考。其次，教师向学生介绍再生医学的基本概念，以及干细胞与再生医学的关系，并通过展示干细胞用于再生医学领域的真实案例，如“造血干细胞治疗白血病”“胚盘干细胞治疗再生性贫血”“干细胞治疗半月板损伤”等，进而加深学生对干细胞与再生医学的理解，帮助学生掌握生物学知识，形成生命观念。最后，教师向学生提供两个选题：一是根据你所学到的干细胞相关知识，判断市面上声称加入干细胞的化妆品是否真实有效，并说出理由；二是部分科学家想要从事人类胚胎干细胞的研究，希望通过培养人类胚胎干细胞的形式得到一个完整的个体，你认为这是否正确，说出理由。借助社会争议性话题，鼓励学生运用所学的知识，参与社会性议题，辨别伪科学，从而增强学生的社会责任意识。

4.4 课程评价

为验证课程的有效性与适用性，本文在“走进神奇干细胞”选修课程实践的基础上，结合课程目标与内容，将课程评价的内容确定为：“走进神奇干细胞”选修课程实施后，学生对于干细胞相关知识的了解是否提高？学生的生物学学科核心素养是否提高？学生对本课程的满意度如何？课程需要改进的地方有哪些？主要评价方式有测试试题、小组作业以及学生访谈。意求了解该课程的目标实现程度，学生对知识的掌握程度以及学生对课程的满意程度。

5 建议与总结

本课程属于选修课程，并没有专门的教材，因此课程的开展十分考验教师本身的知识素养。教师在课程开展之前，应依照新课标的要求充分进行备课。同时由于选修课程并不纳入高考范围，因此，教师在进行讲解时不宜过于深入，主要目的应该是开阔学生的视野，激发学生对科学研究的兴趣，以及满足一部分学生选择从事科学研究的需求，但在教学过程中，会涉及一些必修课程的内容，例如必修1 中多种多样的细胞和选择性必修3 中动物细胞工程等，教师可利用该部分内容进行旧知识的复习，做到温故知新。

新课改以来，教育教学目标从“知识核心”转向“核心素养”的培养，除了注重学生知识能力方面的培养，还要注重学生社会责任和素质修养的培育[4]。因此，在教学过程中，教师以干细胞作为载体，一方面扩展学生对于干细胞相关知识的了解，另一方面让学生进行资料分析、小组活动，从而加强学生的逻辑思维能力。并且所选的主题中部分内容与社会、生活、健康密切相关，能较好地培养学生健康生活、尊重生命的社会责任意识。