莊佩璇 胡繼飛

［摘要］ 袁隆平院士是新時(shí)代我國(guó)科學(xué)家的杰出代表，其人生閱歷、學(xué)術(shù)成就和科學(xué)精神是寶貴的課程資源。在簡(jiǎn)要介紹袁隆平院士的生平及學(xué)術(shù)成就的基礎(chǔ)上，研究深度挖掘“講好袁隆平故事”所蘊(yùn)含的生物學(xué)課程資源及其教育價(jià)值，并列舉了“講好袁隆平故事”的若干教學(xué)實(shí)例。

［關(guān)鍵詞］ 生物學(xué)教學(xué)；袁隆平；科學(xué)故事；科學(xué)家；課程資源

將我國(guó)科學(xué)發(fā)展領(lǐng)先世界的重要成果有機(jī)融入中小學(xué)科學(xué)教育，以激發(fā)青少年探索科學(xué)的熱情、培育家國(guó)情懷、增強(qiáng)民族自豪感，是當(dāng)前科學(xué)教育的熱點(diǎn)話題?？茖W(xué)家的故事是傳播科學(xué)知識(shí)、啟迪科學(xué)思維和培育科學(xué)精神的有效資源，講故事是學(xué)生喜聞樂見的一種學(xué)習(xí)形式，比起教條式說(shuō)教更容易為學(xué)生所接受。袁隆平是我國(guó)當(dāng)代科學(xué)家的杰出代表，為我國(guó)的科技事業(yè)樹立了一座歷史豐碑，他的故事蘊(yùn)含著極其豐富的教育資源。

一、袁隆平院士及其科學(xué)家精神

1953年從西南農(nóng)學(xué)院畢業(yè)后，袁隆平懷揣著報(bào)效祖國(guó)的赤子之心，到偏遠(yuǎn)的湖南安江農(nóng)校任教，教授植物學(xué)、遺傳育種、作物栽培等專業(yè)課程。為了上好這些課，他系統(tǒng)研究了小到植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，大到植物生理學(xué)、遺傳學(xué)等內(nèi)容。他的課堂非常注重實(shí)踐，經(jīng)常帶著學(xué)生在實(shí)踐中驗(yàn)證課本所學(xué)理論。1960年發(fā)生的糧食大饑荒使袁隆平深受觸動(dòng)，他立志要解決當(dāng)時(shí)水稻育種的世界性難題。自此，他一邊在安江農(nóng)校任教，一邊致力于水稻育種研究。當(dāng)年夏天，他在實(shí)驗(yàn)田發(fā)現(xiàn)了一棵“鶴立雞群”的水稻植株，等到種子種下成熟后，卻沒有一棵子代植株的性能比得上那棵奇異的植株。袁隆平判斷其是天然雜交稻，并由此入手，突破了雜交水稻研究技術(shù)路線的首個(gè)難題，提出“三系法”秈稻雜交路線，明確連續(xù)自交選育優(yōu)良性狀的水稻也可以產(chǎn)生雜種優(yōu)勢(shì)?！叭捣ā背晒Φ年P(guān)鍵首先是找到合適的不育系材料。1964年，袁隆平進(jìn)行大量的田野觀察，并首次發(fā)現(xiàn)天然不育雄株。此后經(jīng)過(guò)大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)匯總著有《水稻的雄性不孕性》總結(jié)性論文，該文于1966年被《科學(xué)通報(bào)》刊發(fā)并引起轟動(dòng)。1970年10月，“雄性不育野生稻”（簡(jiǎn)稱“野敗”）在海南被發(fā)現(xiàn)，一時(shí)間整個(gè)團(tuán)隊(duì)欣喜若狂?！耙皵　钡陌l(fā)現(xiàn)，為多年停滯不前的三系法改良研究找到突破口。經(jīng)過(guò)兩年多的協(xié)同攻關(guān)，袁隆平團(tuán)隊(duì)于1973年成功地實(shí)現(xiàn)了三系法育種。1976年，三系法雜交水稻在全國(guó)大面積種植，至2000年累計(jì)種植面積2.53億公頃，增產(chǎn)稻谷達(dá)3600億公斤，總體產(chǎn)量比常規(guī)水稻增產(chǎn)約20%，被譽(yù)為“第二次綠色革命”。

在享譽(yù)盛名之時(shí)，袁隆平并沒有陶醉。他發(fā)現(xiàn)三系法依然存在著產(chǎn)生種子環(huán)節(jié)多、配種不自由等問題，于是毅然決定繼續(xù)創(chuàng)新，提出兩系法雜交水稻制種方法，即利用光溫敏感型核雄性不育系作母本產(chǎn)生種子。兩系法于1995年取得成功并開始推廣應(yīng)用，到2000年在全國(guó)累計(jì)種植面積達(dá)330公頃以上，平均產(chǎn)量比三系法增產(chǎn)5%以上，“東方魔稻”開啟了新篇章。隨后，袁隆平又提出了超級(jí)雜交水稻的奮斗目標(biāo)，于1996年獲得國(guó)家立項(xiàng)。他創(chuàng)新地設(shè)計(jì)了超級(jí)雜交水稻的培育路線，即強(qiáng)大的亞種間雜交選優(yōu)并和培育優(yōu)良的稻株形態(tài)有機(jī)結(jié)合，借此培育出一批超級(jí)稻苗組合。2015年，袁隆平團(tuán)隊(duì)選育的“超優(yōu)千號(hào)”，在湖南超級(jí)稻示范基地率先達(dá)成了每公頃16噸的產(chǎn)量，使得第四期超級(jí)稻計(jì)劃提前超額完成。2020年初，袁隆平在三亞發(fā)布“袁夢(mèng)計(jì)劃”，突破性地在鹽堿地上進(jìn)行水稻種植試驗(yàn)。

袁隆平還積極分享傳授雜交水稻技術(shù)。在國(guó)際農(nóng)業(yè)合作和“一帶一路”推動(dòng)下，累計(jì)培訓(xùn)50多個(gè)發(fā)展中國(guó)家超2000名政府人員和農(nóng)業(yè)技術(shù)專家，幫助多國(guó)培育高產(chǎn)雜交水稻，努力踐行著雜交水稻覆蓋全球的目標(biāo)。2021年5月22日，擁有雜交水稻之父、共和國(guó)勛章獲得者、國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)得主、中國(guó)工程院院士和美國(guó)科學(xué)院外籍院士等頂級(jí)榮譽(yù)稱號(hào)的袁隆平，與世長(zhǎng)辭，舉國(guó)哀悼。

二、袁隆平故事的生物學(xué)教育價(jià)值

袁隆平院士給世界留下了寶貴的物質(zhì)財(cái)富和精神食糧，包括造福全人類的雜交水稻研究成果，更包括其身上折射出來(lái)的可敬的科學(xué)精神和崇高的愛國(guó)情操，這些都蘊(yùn)含著極其豐富的生物學(xué)教育價(jià)值。

1.“袁隆平故事”是難得的生物學(xué)課程資源

“雜交水稻之父”袁隆平及其事跡多次被寫進(jìn)中小學(xué)教科書。比如，人教版初中生物學(xué)教材中先后出現(xiàn)3次袁隆平的故事，在新版高中生物學(xué)教材必修2中以正文之首的“科學(xué)家訪談”形式出現(xiàn)，其事跡還入選語(yǔ)文、歷史等學(xué)科教材。在教材之外，教師搜集利用各類課程資源，深度挖掘袁隆平故事所蘊(yùn)含的生物學(xué)課程資源及核心素養(yǎng)內(nèi)涵，可為生物學(xué)教學(xué)提供有益的借鑒和參考?；仡櫾∑脚嘤s交水稻的過(guò)程，我們可以清楚地看到其中包含了大量的遺傳學(xué)理論知識(shí)，研究過(guò)程展現(xiàn)出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究方法和創(chuàng)新思維范式，以及背后艱苦奮斗的科學(xué)精神，這些生動(dòng)的故事可為生物學(xué)教學(xué)提供直接或間接的課程資源。資源形式也非常豐富，除了紙質(zhì)的圖書、報(bào)刊外，還有眾多的影像資料及實(shí)踐基地。袁隆平的故事還為勞動(dòng)教育提供了極好的教育素材，如袁隆平雜交水稻科學(xué)園、袁隆平雜交水稻科技館及安江農(nóng)校試驗(yàn)田（袁隆平發(fā)現(xiàn)天然雜交稻之處）等研學(xué)基地都可作為校外的活動(dòng)課程資源，將生物學(xué)理論知識(shí)和實(shí)踐有效結(jié)合，在榜樣激勵(lì)的作用下有機(jī)滲透勞動(dòng)教育，培養(yǎng)學(xué)生的勞動(dòng)意識(shí)和實(shí)干精神。

2.“袁隆平故事”蘊(yùn)含豐富的核心素養(yǎng)

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》提出的生物學(xué)四大學(xué)科核心素養(yǎng)，均可以在“袁隆平故事”中找到支撐和落腳點(diǎn)。一是生命觀念。袁隆平在研究雜交水稻的過(guò)程中充分詮釋了生命觀念中的遺傳與變異觀。他在發(fā)現(xiàn)天然雜交稻后培育子代并發(fā)現(xiàn)子代的性狀都比不上前一代“鶴立雞群”的植株，到后來(lái)的遠(yuǎn)緣雜交、雄性不育系等研究，其中涉及“性狀分離”“雜交”“雜種優(yōu)勢(shì)”“配子不育”等大量的生物學(xué)概念。雖然生物學(xué)概念并不等同于生命觀念，但生命觀念作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的標(biāo)志，是在眾多生物學(xué)核心概念基礎(chǔ)上的抽象和概括，是貫穿生物學(xué)課程教學(xué)的主線，有助于學(xué)生理解大范圍的生物學(xué)事件，并解釋相關(guān)的生命現(xiàn)象。因此，教師在教學(xué)過(guò)程中要正確理解并運(yùn)用概念教學(xué)，充分利用故事中的生物學(xué)事實(shí)，幫助學(xué)生形成遺傳與變異觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀等正確的生命觀念。

二是科學(xué)思維。在雜交水稻研究中，袁隆平在直接的實(shí)驗(yàn)事實(shí)依據(jù)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用了大量的科學(xué)思維，使雜交水稻研究總體沿著正確的路線前進(jìn)。研究初期，經(jīng)過(guò)數(shù)年的實(shí)踐，他否定了當(dāng)時(shí)的權(quán)威理論，確定水稻具有雜種優(yōu)勢(shì)，并類比高粱、玉米雜種優(yōu)勢(shì)的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用邏輯思維提出三系法路線，此后又開創(chuàng)了兩系法育種和超級(jí)稻研究，其理論上都是在三系法路線下的邏輯延伸。袁隆平在研究中充分運(yùn)用了敢于質(zhì)疑的批判性思維，類比、歸納、推理的邏輯思維，以及創(chuàng)造性思維?？茖W(xué)思維是科學(xué)教育的高階目標(biāo)，不同學(xué)科的側(cè)重點(diǎn)有所不同。教師可以挖掘袁隆平雜交水稻研究科學(xué)思維的關(guān)鍵步驟，簡(jiǎn)化成符合學(xué)生認(rèn)知規(guī)律的方式來(lái)呈現(xiàn)，這將有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

三是科學(xué)探究。袁隆平的成功，除了具備專業(yè)基礎(chǔ)和科學(xué)思維，還得益于鍥而不舍的實(shí)驗(yàn)、細(xì)致敏銳的觀察、敢于創(chuàng)新的精神、合作攻關(guān)的科學(xué)探究能力。從14000多個(gè)稻穗中找出6株天然雄性不育株就是他成功的先決條件，據(jù)此才有了野生稻與栽培稻進(jìn)行遠(yuǎn)緣雜交以創(chuàng)造新的不育系材料這一新方案。在研究方向明確、持之以恒努力的條件下，“野敗”的發(fā)現(xiàn)是偶然中的必然。研究過(guò)程的路線轉(zhuǎn)變既是勇于創(chuàng)新的探索，也是團(tuán)隊(duì)合力的成果。作為生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，科學(xué)探究既是一種學(xué)習(xí)方式，也是關(guān)鍵的科學(xué)能力，學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的生物學(xué)問題和生物學(xué)現(xiàn)象，并對(duì)其進(jìn)行觀察，對(duì)結(jié)果進(jìn)行討論交流，有助于從全周期來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

四是社會(huì)責(zé)任。科學(xué)研究的成功與人的品格是密切相關(guān)的。袁隆平有造福人類、愛國(guó)愛民的社會(huì)責(zé)任意識(shí)，在注意到水稻育種停滯不前、成為世界性難題和人民飽受饑荒時(shí)，就立志解決我國(guó)糧食短缺問題。在我國(guó)推廣應(yīng)用雜交水稻研究成果時(shí)，袁隆平也積極幫助他國(guó)發(fā)展高產(chǎn)雜交水稻技術(shù)，這與課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)“社會(huì)責(zé)任”的定義高度一致，即樹立造福人類的態(tài)度和價(jià)值觀，關(guān)注社會(huì)性科學(xué)議題，具備利用生物學(xué)知識(shí)解決生產(chǎn)、生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力?！霸∑焦适隆辈粌H可以滲透人文教育，還能促進(jìn)學(xué)生社會(huì)責(zé)任的形成和發(fā)展。

三、“講好袁隆平故事”教學(xué)舉隅

講好袁隆平的故事，不是為了講故事而講故事，而是要通過(guò)整合相關(guān)資源來(lái)為落實(shí)課程目標(biāo)和學(xué)科核心素養(yǎng)服務(wù)。這樣既能幫助學(xué)生掌握生物學(xué)知識(shí)，也能讓學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)家解決問題的思維和方法。

1.利用“袁隆平故事”引入課堂

人教版生物學(xué)教材八年級(jí)下冊(cè)中的“人類應(yīng)用遺傳變異原理培育新品種”一課，高中生物學(xué)必修2“孟德爾遺傳規(guī)律的應(yīng)用”一課中都有雜交育種的相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，可以借助生動(dòng)的袁隆平研究故事情節(jié)先吸引學(xué)生的關(guān)注，以激發(fā)學(xué)生內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，然后提出：袁隆平進(jìn)行雜交水稻研究的原理是什么？他又是怎樣證明雜交水稻優(yōu)勢(shì)的？由此順利引入課堂內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

1994年，布朗發(fā)表了《誰(shuí)能養(yǎng)活中國(guó)》的文章并宣稱，中國(guó)人口將在21世紀(jì)30年代達(dá)到16億，但中國(guó)無(wú)法獨(dú)自養(yǎng)活16億人，到時(shí)誰(shuí)來(lái)養(yǎng)活中國(guó)？誰(shuí)來(lái)拯救由此引發(fā)的全球性糧食短缺和動(dòng)蕩危機(jī)？面對(duì)“中國(guó)威脅論”的質(zhì)疑，袁隆平回應(yīng)道：“中國(guó)完全能解決自己的吃飯問題，還能幫助世界人民解決吃飯問題。”現(xiàn)在，中國(guó)已經(jīng)成功地用占世界9%的耕地面積養(yǎng)活了占世界近20%的人口。超級(jí)雜交水稻也推廣到多國(guó)種植，為解決發(fā)展中國(guó)家糧食短缺問題提出了中國(guó)方案，對(duì)發(fā)展中國(guó)家的糧食安全和扶貧產(chǎn)生了積極而深遠(yuǎn)的影響。

2.利用“袁隆平故事”發(fā)展生物學(xué)觀察能力

觀察能力是指全面、深入、正確地觀察和認(rèn)識(shí)事物的能力，表現(xiàn)在生物學(xué)科上就是要善于觀察生物體和生命現(xiàn)象的細(xì)微變化和本質(zhì)特征。觀察是科學(xué)探究能力的重要組成部分，也是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的前提條件。人教版生物學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)的“技能訓(xùn)練”欄目就專門設(shè)置了“觀察”技能，高中生物學(xué)則側(cè)重于利用顯微鏡進(jìn)行微觀細(xì)胞的觀察。因此，學(xué)會(huì)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的觀察將有助于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。理論課上單純的說(shuō)教并不利于學(xué)生掌握觀察的注意事項(xiàng)，因此教師可以先提出“正確的科學(xué)觀察和日常觀察有何不同，科學(xué)觀察需要遵循什么原則”等問題，然后呈現(xiàn)以下故事素材，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和理解科學(xué)觀察具有細(xì)致性、全面性和客觀性等特征。

從20世紀(jì)60年代，袁隆平就開始水稻良種研究，安江農(nóng)校的師生們經(jīng)常能看到他在本校農(nóng)場(chǎng)稻田里尋尋覓覓的身影，他總是邊觀察、邊記錄，有時(shí)還做出標(biāo)記（細(xì)致性）。在1961年夏天，他如獲至寶地在農(nóng)場(chǎng)稻田里發(fā)現(xiàn)了一株高大、穗大粒多的稻株，做完標(biāo)記后每天都觀察它的生長(zhǎng)情況，并記錄在案（細(xì)致性）。收割時(shí)，將這株稻穗上的170多個(gè)種子都收集起來(lái)，在來(lái)年播種培育（全面性）。第二年，觀察發(fā)現(xiàn)培育的子代都沒有“母種”的優(yōu)良性狀，他敏感地意識(shí)到這與當(dāng)時(shí)權(quán)威的“水稻等自花傳粉植物沒有雜種優(yōu)勢(shì)”觀點(diǎn)是不符的（客觀性），并由此獲得了靈感，才有了后續(xù)的研究和巨大的研究成果。

通過(guò)袁隆平的事跡更有助于讓學(xué)生理解并實(shí)踐生物學(xué)觀察。

3.利用“袁隆平故事”培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀

袁隆平的故事充分展示了科學(xué)上的成功需要以扎實(shí)的科學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，以高尚的科學(xué)品質(zhì)為前提。發(fā)現(xiàn)首棵天然不育株后，袁隆平團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)六年的實(shí)驗(yàn)，先后選用了1000多個(gè)水稻品種，不辭辛勞地進(jìn)行了3000多個(gè)測(cè)交和回交實(shí)驗(yàn)，都不能找到一個(gè)不育率100%的雄性不育系，直到發(fā)現(xiàn)“野敗”迎來(lái)了轉(zhuǎn)機(jī)。多個(gè)科研協(xié)作組利用“野敗”與數(shù)百個(gè)正常水稻品種進(jìn)行了數(shù)千個(gè)測(cè)交實(shí)驗(yàn)，其中“二九南1號(hào)”不育系就經(jīng)過(guò)了連續(xù)3年共7代的測(cè)交和回交，使用了10個(gè)株系共3000株實(shí)驗(yàn)稻……通過(guò)真實(shí)科研故事的沉浸式分享，學(xué)生深刻體會(huì)到科研的道路是充滿艱辛與曲折的，并在袁隆平實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)持不懈的科學(xué)精神感召下樹立正確的價(jià)值觀念。

4.結(jié)合“袁隆平故事”開展第二課堂活動(dòng)

在第二課堂活動(dòng)中融入素質(zhì)教育主題和探究學(xué)習(xí)內(nèi)容，不僅可以提升教學(xué)質(zhì)量，還能提高學(xué)生的綜合素養(yǎng)。結(jié)合“袁隆平故事”開展第二課堂有多種形式。在社團(tuán)活動(dòng)時(shí)，可以成立袁隆平事跡學(xué)習(xí)小組，組織學(xué)生分工搜集袁隆平的相關(guān)事跡并形成小組報(bào)告，在課堂上匯報(bào)、交流與討論，以讓全班同學(xué)都深入學(xué)習(xí)袁隆平的科學(xué)家精神。有條件的學(xué)校還可以結(jié)合具體實(shí)際，在前文提到的袁隆平與雜交水稻的相關(guān)展覽、紀(jì)念場(chǎng)所開展研學(xué)教育，讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中體會(huì)知識(shí)運(yùn)用的價(jià)值。另外，在進(jìn)行校園文化建設(shè)時(shí)，可在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、生物園、科學(xué)家宣傳欄等場(chǎng)所展示袁隆平的畫像、生平、業(yè)績(jī)等，以營(yíng)造校園崇尚科學(xué)的濃厚氛圍。

此外，教師還可以利用“袁隆平故事”輔助講解雜種優(yōu)勢(shì)、遠(yuǎn)緣雜交、雄性不育等生物學(xué)概念，以袁隆平為楷模向?qū)W生介紹育種工作者這一與生物學(xué)相關(guān)的職業(yè)，將“袁隆平故事”延伸到職業(yè)生涯教育等領(lǐng)域。

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