生物學教學中如何引導學生“會學”

羊垂功

摘 要 以“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)教學為例，嘗試從問題驅(qū)動、活動引導、問題引導等教學環(huán)節(jié)，對生物學教學中如何引導學生“會學”進行探索。

關鍵詞 生物學教學 會學 DNA 遺傳物質(zhì)

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

課堂是學生學習的關鍵場所，生物學教學中如何進行有效的課堂教學，始終是一線教師研究的重要課題。關注學生學習的主體性，促進學生“會學”，主動學習，是時下生物學教學的主旋律。在教學中教師會發(fā)現(xiàn)，每節(jié)課開始時通過設計一些新鮮、有趣的情境，一般都會使絕大多數(shù)學生有“想學”、學好的愿望，但是教學結(jié)果往往是事與愿違。以上教學現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是教師沒有重視讓學生“會學”、讓學生主動去學習。教師在教學中如何引導學生“會學”，現(xiàn)以“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)教學為例進行探索。

1 利用問題驅(qū)動，促進學生學會思考

在生物學教學中，問題是引發(fā)學生思維與探索活動的向?qū)?。有了問題，學生的好奇心才能被激發(fā)；有了問題，學生的思維才會開始啟動；有了問題，學生的探究才真正有效；有了問題，學生的學習動力才會被驅(qū)動。恰當?shù)膯栴}，特別是圍繞課堂主線的問題鏈，能夠有效啟發(fā)學生思維，有效激發(fā)學生主動學習的內(nèi)驅(qū)力。例如學習“肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”時，教師可以設計以下問題鏈，引領、啟發(fā)學生思維，促進學生思考：

① 第1組實驗與第2組實驗相互對照，得出什么實驗結(jié)論？（小鼠是否死亡與其體內(nèi)是否存在S型細菌密切相關）

② S型細菌可以使老鼠死亡，R型不可以使老鼠死亡的原因是什么？（滲透結(jié)構與功能相適應的生物學觀點，即S型細菌具有多糖莢膜，能抵抗小鼠免疫系統(tǒng)的免疫作用，使小鼠患敗血癥死亡，R型細菌則剛好相反）

③ 第3組實驗與第1、第2組實驗相互對照，得出什么實驗結(jié)論？（加熱能殺死S型細菌）

④ 第4組實驗與第1、第2組實驗相互對照，得出什么實驗結(jié)論？（小鼠體內(nèi)存在S型細菌）

⑤ 第4組實驗出現(xiàn)S型細菌有幾種可能？（第1種可能是S型細菌“死而復生”；第2種可能是R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌。因為第1種可能不符合生物個體發(fā)展的規(guī)律，所以第2種可能出現(xiàn)的原因是：加熱殺死的S型細菌中應該存在某種物質(zhì)，這種物質(zhì)可以將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌）

對于“肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化”實驗，教師可以設計以下問題鏈，引領、啟發(fā)學生思維，促進學生思考：

① 既然S型細菌中存在某種能將R型細菌轉(zhuǎn)化為S型細菌的轉(zhuǎn)化因子，如何設計實驗證轉(zhuǎn)化因子是蛋白質(zhì)還是DNA，其關鍵設計思路是什么？（把S型細菌的DNA和蛋白質(zhì)分離開，分別單獨觀察它們各自的作用）請用文字表述艾弗里實驗過程及其實驗結(jié)論（設計意圖：為問題③奠定基礎）

② 你認為艾弗里實驗中DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)能發(fā)揮作用嗎？為什么？（DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不可能將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌。因為艾弗里第2組實驗中蛋白質(zhì)含量為100%都無法將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，所以DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)，不可能將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌）

③ 請你模仿艾弗里實驗思路設計實驗驗證：DNA上面粘有的0.02%的蛋白質(zhì)不是促使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA才是促使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，要求寫出關鍵設計思路及預期結(jié)果。（先將艾弗里提純到粘有0.02%蛋白質(zhì)的DNA與蛋白酶混合，再將它們添加到培養(yǎng)R型細菌的培養(yǎng)基中，然后觀察它們能否將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌。因為混合物能將R型細菌轉(zhuǎn)化成S型細菌，所以DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不是促使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA才是促使R型細菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。）

對于“噬茵體侵染細菌”實驗，教師可以設計以下問題鏈，引領、啟發(fā)學生思維，促進學生思考：① 艾弗里因為不能將DNA和蛋白徹底分離開而使其實驗結(jié)論倍受質(zhì)疑，如何解決人為難以將DNA與蛋白質(zhì)徹底分離的問題？（尋找DNA與蛋白質(zhì)能在自然狀態(tài)下自己分離的實驗材料）

② 怎樣將噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開，單獨觀察它們各自的作用？

③ 實驗用到了什么方法？標記了什么元素？能否對C、H、O元素做標記？為什么？

④ 怎樣標記噬菌體？能不能直接用放射性物質(zhì)培養(yǎng)噬菌體將其標記？為什么？

⑤ 赫爾斯和蔡斯做了幾組噬菌體侵染細菌實驗？實驗步驟如何？

⑥ 混合過程中會發(fā)生什么？實驗過程中保溫、攪拌、離心的目的分別是什么？

⑦ 兩組實驗中上清液、沉淀物和子代噬菌體中的放射性有何不同？怎么解釋？

對于“煙草花葉病毒侵染”實驗，教師可以設計以下問題鏈，引領、啟發(fā)學生思維，促進學生思考：

① DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，那么DNA是不是所有生物的遺傳物質(zhì)？

② 現(xiàn)有TMV和HRV兩種煙草花葉病毒，已經(jīng)知道TMV和HRV感染煙草葉片時表現(xiàn)的毒斑不同，請設計實驗探究RNA和蛋白質(zhì)中哪一種分別是TMV和HRV的遺傳物質(zhì)？要求闡述關鍵實驗設計思路并寫出實驗步驟、實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)論。

以上問題層層遞進、環(huán)環(huán)相扣，每個問題又衍生出一系列子問題。這樣學生在探究解決問題的過程中，既系統(tǒng)學習了肺炎雙球菌體內(nèi)（外）轉(zhuǎn)化實驗、噬菌體侵染實驗等知識，又提升了學生綜合運用知識的能力。在解決問題的過程中，學生將零碎知識系統(tǒng)化，將不同知識網(wǎng)絡化；在具體的科學情境中感受生物學的重要性，了解生物科學發(fā)展與科學技術的密切關系，進而認同科學技術發(fā)展在探索遺傳物質(zhì)過程中的作用；領悟科學發(fā)展是一個不斷繼承、修正的過程，認同科學探索過程需要嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，大膽質(zhì)疑和不斷創(chuàng)新的科學精神的同時，逐步學會分析和解決與生物學相關的一些簡單的實際問題，有效促進了學生學習的主動性。endprint

2 利用活動引導，促進學生學會總結(jié)

僅有問題是不夠的，教師要對每個問題的解決，進行適度的引導、提示、調(diào)控，促進學生積極參與探索活動。這些活動包括假設、探索、驗證、討論、交流、總結(jié)等一系列思維過程。在活動過程中，教師不斷錘煉學生的思維，不斷積累學生的經(jīng)驗，使學生學會思考，自我構建知識體系，真正讓學生“會學”。

例如，教師可以依據(jù)前面創(chuàng)設的問題鏈安排以下活動。① 依據(jù)“肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗”引導、啟發(fā)學生構建分析探究實驗的一般程序性方法，以強化、深化他們實驗分析能力、邏輯推理能力（圖1）。

② 引導、啟發(fā)學生運用假說一演繹法演繹推理“肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實驗”，使他們體驗探究實驗的基本方法，強化、深化他們對假說一演繹法的理解、運用（圖2）。

③ 引導、啟發(fā)學生歸納、總結(jié)噬茵體侵染細茵實驗過程及實驗結(jié)論，以強化、深化他們歸納、分析、邏輯推理等能力，發(fā)展、提升他們科學思維（圖3）。

④ 要求學生設計一個更加簡捷的實驗能同時證明RNA是TMV和HRV的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是TMV和 HRV的遺傳物質(zhì)。要求用實驗簡圖表示并寫出預設結(jié)果，以強化他們圖文轉(zhuǎn)換能力、深化、升華他們實驗設計、實驗分析、邏輯推理等能力（圖4）。

⑤ 引導、啟發(fā)學生梳理、歸納遺傳物質(zhì)探索歷程，以優(yōu)化、完善他們原有認知結(jié)構（圖5）。

3 利用問題引導，促進學生學會反思

教師引導學生自覺反思，是促進學生從“想學”向“會學”升華的關鍵。會反思也是學生學習成功的重要標志，但學生的反思不是自然生成的，必須在教師引導、啟發(fā)、設計下，系統(tǒng)地、有組織地進行問題解決的教學，“會學”才有可能更有效。

例如，本節(jié)教學可以設計以下問題，促進學生進行反思活動：

① 既然噬菌體把含32P的DNA注入大腸桿菌體內(nèi)并和它一起成為沉淀物，為什么上清液還有少量放射性；既然含35S的蛋白質(zhì)外殼未進入大腸桿菌而殘留在上清液，為什么沉淀物還有少量放射性？

② 既然加熱會使蛋白質(zhì)和DNA變性，為什么加熱殺死的S型細菌的DNA還能將R型細菌進行轉(zhuǎn)化，請嘗試提出假說。依據(jù)該假說，還可以采用什么方法證明DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不是S型細菌的遺傳物質(zhì)？如何證明？

③ 如何理解“DNA是遺傳物質(zhì)”和“DNA是主要遺傳物質(zhì)”這兩種不同的說法？④ 有細胞結(jié)構生物的核酸有幾種？哪一種才是它們的遺傳物質(zhì)？無細胞結(jié)構的生物（病毒）的核酸有幾種？它的遺傳物質(zhì)又是什么？

根據(jù)學生的活動表現(xiàn)，筆者在課上及時提醒學生，問題解決開始時，要仔細分析條件和結(jié)論，對難以下手的問題，要注意和已有知識進行聯(lián)系，回憶過去解決問題的方法等；問題解決過程中，提醒學生要仔細檢查、甄別、小心求證；問題解決之后，提醒學生及時進行回顧總結(jié)?？傊?，問題驅(qū)動、活動引導、問題引導等措施的落實，會讓學生真正“在學習”，“在思考”，會讓學生向“會學”發(fā)展，也會讓新課改煥發(fā)盎然生機。endprint