系統(tǒng)論視角下高中生物復(fù)習(xí)課的有效性嘗試

李倩

摘 要 從系統(tǒng)論的思想出發(fā)，從整體的角度打破生物復(fù)習(xí)課中章節(jié)的界限，在實(shí)際情境的應(yīng)用過程中促進(jìn)學(xué)生對生物學(xué)原理的深層理解。并“以噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的專題復(fù)習(xí)”一課為例進(jìn)行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)論 生物復(fù)習(xí)課 深層理解

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

系統(tǒng)論的思想，公認(rèn)是由美籍奧地利理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲提出的。其核心強(qiáng)調(diào)任何系統(tǒng)都是一個(gè)有機(jī)整體，它不是各個(gè)部分的機(jī)械組合或簡單相加，系統(tǒng)的整體功能體現(xiàn)出了各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的性質(zhì)和功能。生物教師其實(shí)可以更好地理解系統(tǒng)論的核心思想，因?yàn)樯飳W(xué)研究的對象就是各種層次的生命系統(tǒng)。比如細(xì)胞——這個(gè)最基本的生命系統(tǒng)，它本身就體現(xiàn)出了系統(tǒng)論的核心思想：細(xì)胞膜、細(xì)胞核和各種細(xì)胞器等相關(guān)要素各司其職又相互聯(lián)系，體現(xiàn)出了細(xì)胞整體的生命特征。而如何運(yùn)用系統(tǒng)論的思想來指導(dǎo)生物學(xué)教學(xué)，則是教師可以思考的一個(gè)方向。

在生物學(xué)的新授課教學(xué)中，教師一般采取“化整為零、化繁為簡”的方法，將各模塊先分成各個(gè)章節(jié)，再分解每個(gè)章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)，力求透徹理解每個(gè)知識(shí)點(diǎn)。從學(xué)生認(rèn)知新事物的角度來說，這符合人們長期以來的思維習(xí)慣——在研究問題時(shí)，把事物分解成若干部分，抽象出最簡單的因素，然后再以部分的性質(zhì)去說明復(fù)雜事物。這種方法在短時(shí)間內(nèi)也取得了非常明顯的效果。然而從學(xué)生對知識(shí)點(diǎn)深度理解和宏觀把握的角度來說，當(dāng)學(xué)生把更多的精力花費(fèi)在每個(gè)小的知識(shí)模塊上時(shí)，無疑容易一葉障目，不能把握知識(shí)的整體性，“只見樹木不見森林”。而對這一現(xiàn)象能夠起到彌補(bǔ)作用的復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，很多教師采取的方式仍然是拎重點(diǎn)，將各個(gè)知識(shí)點(diǎn)再“過一遍”。這樣的復(fù)習(xí)，沒有考慮到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，不用“跳”也夠得著，學(xué)生沒有求新知的欲望，“炒冷飯”的過程索然無味，復(fù)習(xí)課的效率也就可想而知。

思及此，若是在生物復(fù)習(xí)課時(shí)，教師站在系統(tǒng)論的視角下，整體把握各章節(jié)、甚至各模塊間的知識(shí)脈絡(luò)，在特定情境中綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)、原理，寓教于“用”。那么在具體實(shí)例的運(yùn)用過程中，是否會(huì)更能有效的促進(jìn)學(xué)生對于相關(guān)知識(shí)的深層理解？筆者從這一思路出發(fā)，以噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)為索引，進(jìn)行有關(guān)遺傳物質(zhì)及其功能的專題復(fù)習(xí)。站在系統(tǒng)論的角度，聯(lián)系與本實(shí)驗(yàn)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，重新整合并綜合應(yīng)用。復(fù)習(xí)的整體思路如圖1所示。

1 重新審視，深度理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理

課前學(xué)生當(dāng)一聽到要復(fù)習(xí)“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，頓時(shí)發(fā)出了陣陣哀嘆聲：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)最難了，我一直都不會(huì)……”。學(xué)生在初次學(xué)習(xí)該實(shí)驗(yàn)時(shí)就感到難以理解，而對于在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的深度分析，則更是云里霧里。究其原因，是學(xué)生對于該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原理沒有深度的理解。鑒于此，本實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)尤為必要，而復(fù)習(xí)的關(guān)鍵也定位于對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的深度理解上。

教師采用開門見山的方式導(dǎo)入復(fù)習(xí)課，強(qiáng)調(diào)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典，并簡單明了地說明本節(jié)課的復(fù)習(xí)內(nèi)容——“重溫這個(gè)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而復(fù)習(xí)遺傳物質(zhì)及其功能”。在教師語言引導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)圖片、書本等多重刺激下，迅速喚起學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，在學(xué)生似是而非的情緒推動(dòng)下，進(jìn)入對這一實(shí)驗(yàn)的深層探索中。實(shí)驗(yàn)的對象是噬菌體，而噬菌體的增殖必須依賴活細(xì)菌，在增殖過程中會(huì)出現(xiàn)短期的親代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分開的階段。正是因?yàn)檫@一獨(dú)特的現(xiàn)象，才有了赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)思路。那么，噬菌體的增殖過程是深度理解本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。因此，筆者先通過文本資料、模擬動(dòng)畫、圖片等形式增強(qiáng)學(xué)生對于噬菌體增殖過程的直觀感受，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出噬菌體增殖的關(guān)鍵步驟，并提出產(chǎn)生子代噬菌體最關(guān)鍵的是DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為后面深度理解噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。在總結(jié)出噬菌體增殖的關(guān)鍵步驟之后，為了促成學(xué)生對噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的理解，教師給出資料——噬菌體DNA和蛋白質(zhì)分離的階段大約在侵染30 min時(shí)，并進(jìn)行系列提問：在什么階段出現(xiàn)了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分離的情況？噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)在什么階段又重新組合成為子代噬菌體？這為理解實(shí)驗(yàn)結(jié)果中存在“少量放射性”打下知識(shí)基礎(chǔ)。

然后教師采取談話式的教學(xué)方法，圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面——實(shí)驗(yàn)材料、思路、方法、現(xiàn)象、結(jié)論進(jìn)行師生、生生之間的互動(dòng)，重新審視赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)。然后結(jié)合相關(guān)問題，進(jìn)行深度分析：① 如何標(biāo)記噬菌體？② 為什么要進(jìn)行攪拌和離心？③ 為什么實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)有誤差？（為什么用35S標(biāo)記噬菌體，在沉淀物中仍有少量的放射性？同樣，用32P標(biāo)記噬菌體，在上清液中也有少量放射性？）在學(xué)生理解對噬菌體增殖過程的基礎(chǔ)上，教師有了前面的分析作為基礎(chǔ)，再引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作性出發(fā)進(jìn)行思考，就不難得到準(zhǔn)確答案了。有的教師認(rèn)為作為高一的學(xué)生，面對的是基礎(chǔ)性知識(shí)，對于第三個(gè)問題可能沒有深入挖掘的必要。而筆者認(rèn)為，無論是從尊重科學(xué)史的角度，還是尊重學(xué)生面對書本示意圖存在疑惑的角度，這一問題都是有必要討論的。在討論這一問題的同時(shí)，也向?qū)W生滲透正確的科學(xué)態(tài)度和方法論——在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中誤差在所難免，我們應(yīng)該正視實(shí)驗(yàn)中的誤差，并進(jìn)行科學(xué)分析。

通過這樣由淺入深的問題引導(dǎo)，學(xué)生通過自己的分析真正掌握了整個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理，在深度理解了噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理之后，相關(guān)的問題也就迎刃而解了。

2 以點(diǎn)帶面，構(gòu)建并完善相關(guān)知識(shí)框架

完成了對于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)之后，則進(jìn)一步要以該實(shí)驗(yàn)為索引，以點(diǎn)帶面，進(jìn)行輻射式的知識(shí)整合性復(fù)習(xí)——實(shí)驗(yàn)結(jié)論：T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA→主要遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)和功能。

在含有DNA的生物中，遺傳物質(zhì)都是DNA，不同生物的DNA結(jié)構(gòu)大同小異。對于DNA結(jié)構(gòu)的復(fù)習(xí)，筆者采取學(xué)生自主復(fù)習(xí)，完成學(xué)案中DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)訓(xùn)練，最后學(xué)生代表匯報(bào)自主復(fù)習(xí)的方法和成果。在此過程中，強(qiáng)化了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，并對DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性問題有了精準(zhǔn)的把握。

對“DNA的功能”還是通過噬菌體的增殖過程進(jìn)行延伸：① 每個(gè)親代噬菌體只注入了一個(gè)DNA，最后從大腸桿菌中卻釋放出來了幾百個(gè)子代噬菌體。這說明了什么？（噬菌體進(jìn)行了增殖）② 子代噬菌體的DNA堿基序列與親代噬菌體的一樣，說明發(fā)生了什么過程？（DNA的復(fù)制）③ 子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼結(jié)構(gòu)也和親代噬菌體一樣，呈蝌蚪型，說明控制蛋白質(zhì)的遺傳信息也來自噬菌體的DNA，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯表達(dá)出蛋白質(zhì)。對這些內(nèi)容的復(fù)習(xí)，采用學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)，圍繞著DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的條件和產(chǎn)物進(jìn)行討論式復(fù)習(xí)，通過對比和遷移，將DNA的功能進(jìn)行整合，強(qiáng)化學(xué)生對這些過程的綜合認(rèn)識(shí)。

3 回歸情境，靈活運(yùn)用已學(xué)概念原理

由于在新授課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的是真核細(xì)胞的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，然而在原核細(xì)胞、甚至是病毒中，DNA的功能也是類似的，只不過具體情況需要具體分析。能否舉一反三、靈活運(yùn)用，這也成了檢驗(yàn)學(xué)生是否真正理解的關(guān)鍵。

到此，本節(jié)課的主要復(fù)習(xí)任務(wù)已經(jīng)結(jié)束。于是教師可以提出問題：噬菌體在增殖的過程中，所需要的條件和產(chǎn)物分別是什么？這是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)性的綜合性題目，學(xué)生需要在掌握DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程的同時(shí)，能夠準(zhǔn)確把握噬菌體增殖的過程，將本節(jié)課所復(fù)習(xí)的所有知識(shí)點(diǎn)，融會(huì)貫通到這一具體的情景中。而要想解決這個(gè)問題，也并不是“無跡可尋”，學(xué)生需要在之前認(rèn)真復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上充分運(yùn)用發(fā)散思維，升華對本節(jié)課復(fù)習(xí)的相關(guān)知識(shí)的理解。

在本節(jié)復(fù)習(xí)課之后，筆者詢問了學(xué)生的感受，學(xué)生真心反映：“雖然這節(jié)課上的我非常緊張，神經(jīng)繃緊，但現(xiàn)在我感覺對這個(gè)實(shí)驗(yàn)不那么‘害怕’了?！被仡櫿麄€(gè)備課、上課的過程，筆者也感觸良多。首先教師應(yīng)該充分相信學(xué)生的能力，不要主觀地認(rèn)為學(xué)生可能做不到，從而把他們的能力局限在一個(gè)小范圍內(nèi)。在學(xué)生活動(dòng)中，學(xué)生的思維是非常活躍的，往往出現(xiàn)許多令人驚訝的完善、全面、意外的回答。其次在開展學(xué)生活動(dòng)時(shí)，教師應(yīng)多采取鼓勵(lì)性的語言、積極的態(tài)度，讓學(xué)生有信心充分表達(dá)自己的想法和感受，創(chuàng)造出平等、愉快的課堂環(huán)境。本節(jié)課也有一點(diǎn)小小的遺憾：對于噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的原理，雖然在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生了解了整個(gè)來龍去脈，但他們并不能做到立刻內(nèi)化為自己的知識(shí)并加以運(yùn)用。所以教師還需要留給學(xué)生一點(diǎn)時(shí)間，自己梳理整個(gè)思維過程，讓學(xué)生有一個(gè)自己形成思維的體驗(yàn)。當(dāng)然，本節(jié)課只是一次初步嘗試，如何更好地提高生物復(fù)習(xí)課的有效性，還需要進(jìn)一步的探索。

參考文獻(xiàn)：

楊宇荻，毛正品等.系統(tǒng)論在簡陽市鰲山公園綠地規(guī)劃中的應(yīng)用[J].北方園藝，2011（02）：108～111.