在生物教學(xué)中滲透研究性學(xué)習(xí)的實踐與思考

胡中芳

【摘要】研究性學(xué)習(xí)是教育教學(xué)的一場革命，將研究性學(xué)習(xí)的方式滲透在課堂教學(xué)中，在老師引導(dǎo)下學(xué)生像科學(xué)家一樣發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，得出結(jié)論。本文以“遺傳信息的攜帶者——核酸”課堂教學(xué)改革為例，“將課本的知識點轉(zhuǎn)化成學(xué)生研究性學(xué)習(xí)課題”，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中單純的接受式教學(xué)，改革后讓學(xué)生在實驗室通過課題的完成進行研究性學(xué)習(xí)。將研究性學(xué)習(xí)的方式滲透在課堂教學(xué)中，學(xué)生在耳目一新的自主實驗與活動中主動探究他們的未知領(lǐng)域，進而深刻掌握課本知識。

【關(guān)鍵詞】研究性學(xué)習(xí)；滲透；課堂改革；DNA結(jié)構(gòu)

【中圖分類號】G633.91 【文獻標(biāo)識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）09-0049-02

研究性學(xué)習(xí)作為21世紀(jì)的一種新的思想和理念，迅速得到推廣。將研究性學(xué)習(xí)的方式滲透在課堂教學(xué)中，在老師引導(dǎo)下學(xué)生像科學(xué)家一樣發(fā)現(xiàn)問題，探究問題，得出結(jié)論。本文以“遺傳信息的攜帶者---核酸”課堂教學(xué)改革為例，“將課本的知識點轉(zhuǎn)化成學(xué)生研究性學(xué)習(xí)課題”，改變了傳統(tǒng)教學(xué)中單純的接受式教學(xué)，改革后讓學(xué)生在實驗室通過課題的完成進行研究性學(xué)習(xí)。進而使學(xué)生實現(xiàn)了從接受式學(xué)習(xí)到研究性學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。將研究性學(xué)習(xí)的方式滲透在課堂教學(xué)中，學(xué)生在耳目一新的自主實驗與活動中主動探究他們的未知領(lǐng)域，進而深刻掌握課本知識。

下面以“遺傳信息的攜帶者——核酸”課堂改革為例，進行闡述。本節(jié)教材是一節(jié)很簡單的理論描述內(nèi)容，傳統(tǒng)教學(xué)方式主要是以教師講述核酸的分類與結(jié)構(gòu)讓學(xué)生理解記憶知識點，屬于接受式教學(xué)。我通過深入研究教材，將課本需要掌握的知識歸納為三個知識點并轉(zhuǎn)化為三個核心研究性學(xué)習(xí)的“小課題”。在圍桌式的實驗室，教師逐步引導(dǎo)學(xué)生主動動手通過模型制作知識探究等完成每一個小課題，進而深刻掌握課本知識。

課題形成的過程是：首先將教材上的一個簡單的驗證性實驗轉(zhuǎn)化成探究性實驗并形成了“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”；二是將核酸的化學(xué)結(jié)構(gòu)等描述性知識，做成了幾個學(xué)生自學(xué)的PPT課件視頻和文字資料，作為自學(xué)資料提供給學(xué)生，從而形成了“課題2：探究大分子化合物核酸的形成”；第三部分是為了讓學(xué)生更好地掌握DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)設(shè)計了DNA模型的制作，并形成了“課題3：對DNA分子模型制作的研究”。確立好課題后，上課前將這三個研究課題呈現(xiàn)在黑板上，以引導(dǎo)學(xué)生逐一探究；

課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布

課題2：探究大分子化合物核酸的結(jié)構(gòu)

課題3：對DNA分子模型制作的研究

通過改革使單調(diào)的內(nèi)容變的豐富多彩，學(xué)生激情盎然，探究認(rèn)真，記憶深刻。

一、步驟與過程

1.入境激趣導(dǎo)入課題

教師：同學(xué)們，通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔(dān)者，同學(xué)們長得高還是矮，眼睛大小，雙眼皮還是單眼皮都和蛋白質(zhì)有關(guān)，在細胞中還有一種神秘的化合物，它不僅是蛋白質(zhì)的幕后操縱者，而且在親子鑒定和刑事偵破中發(fā)揮重要的作用，被稱為現(xiàn)代的福爾摩斯，這種化合物就是今天我們要研究的《遺傳信息的攜帶者——核酸》！

學(xué)生：傾聽和思考，引起探究興趣。

設(shè)置意圖：用“神秘的”“親子鑒定和刑事偵破”“現(xiàn)代的福爾摩斯”等描述吸引學(xué)生注意力，充分激發(fā)學(xué)生興趣，導(dǎo)入新課。板書課題：“遺傳信息的攜帶者——核酸“”

2.小組討論合作探究

課題1：探究DNA和RNA在細胞中的分布

教師：①幻燈展示：核酸有兩類，一類叫DNA，全稱是脫氧核糖核酸。

一類叫RNA，全稱是核糖核酸②提出課題：DNA和RNA在細胞中是如何分布的呢？③科學(xué)實驗思路的引領(lǐng)：像科學(xué)家一樣先提出假說或假設(shè)，在此基礎(chǔ)上預(yù)期實驗結(jié)果和實驗結(jié)論，這也是高考的熱點，然后再進行實際的實驗，得出真正的實驗結(jié)果和實驗結(jié)論，結(jié)果即實驗的現(xiàn)象，結(jié)論是對結(jié)果的升華。④說明原理：甲基綠吡羅紅混合液與DNA，RNA的顯色反應(yīng)⑤巡視并傾聽學(xué)生的討論，注意觀察學(xué)生的實驗。教師通過學(xué)生提交的顯微照相，通過屏幕播放分享，引導(dǎo)找出共性，得出結(jié)論。

學(xué)生：①自主提出假設(shè)，小組討論預(yù)期的實驗結(jié)果與實驗結(jié)論②各組交流討論結(jié)果，學(xué)生提出各種各樣的假設(shè)，在自己假設(shè)成立的條件下，又預(yù)期了各種各樣的實驗結(jié)果和結(jié)論。③動手實驗，驗證假設(shè)，各組的導(dǎo)師團成員負責(zé)指導(dǎo)本小組同學(xué)進行規(guī)范的實驗操作，并提交顯微照片到教師主機，大屏幕展示各組實驗結(jié)果。④認(rèn)真記錄實驗結(jié)果，得出自己的結(jié)論。⑤各組交流，提交顯微照片，即顯微照相。觀察共性得出結(jié)論：DNA主要在細胞核中，RNA主要在細胞質(zhì)中，其微觀的分布通過宏觀展示出來。顯微照相，電腦上傳大屏幕分享。先進設(shè)備使用，動手操作、動腦思考與探究未知的主動結(jié)合；兩人合作將各自的單鏈如何按照堿基配對合作成功？實驗、自學(xué)、合作討論貫穿其中。

課題2探究核酸的結(jié)構(gòu)

教師：①問題導(dǎo)學(xué)：核酸作為大分子有機物，分子量數(shù)百萬數(shù)千萬，是如何構(gòu)成的呢？②提供資源：課件《核苷酸的結(jié)構(gòu)》，flash文件《DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)》。

③適時點撥與評價

學(xué)生：通過教師每臺電腦提供的PPT、視頻和文字資源，自學(xué)相關(guān)內(nèi)容，逐步深入掌握課本的基本知識和深化課本知識，完成課題報告。

課題3核酸物理模型的構(gòu)建

學(xué)生首先分別自己袋子中的核苷酸分別是哪一種？自主連接核苷酸，組內(nèi)每個同學(xué)制作一條單鏈核苷酸鏈，兩人一組配合將單鏈合作拼裝成雙鏈。兩人合作將各自的單鏈如何按照堿基配對合作成功？動手合作討論貫穿其中，交流糾正并制作出雙鏈DNA平面結(jié)構(gòu)并形成雙螺旋DNA模型，展示模型，學(xué)生將教師手中的DNA與自己與其他同學(xué)的DNA進行比較，找出不同?？偨Y(jié)異同點，理解生物多樣性與差異性的根本原因。

3.突出主線引導(dǎo)深入

本節(jié)課的整個過程同學(xué)們將一個課題完成后，又為下一個課題的研究做好了鋪墊和基礎(chǔ)，同學(xué)們在理解了DNA和RNA的分布后完成了“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”后，教師接著引導(dǎo)學(xué)生探究第二個研究課題，即“課題2：探究大分子化合物核酸”的形成，在學(xué)生通過視頻與動畫、PPT、文字等資料完成了“課題2：探究大分子化合物核酸的形成”后，對于DNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)有了深層理解，接下來將微觀的抽象的知識變成宏觀的具體的可見的模型形式，再引導(dǎo)完成“課題3：對DNA分子模型制作的研究”后，通過課題3模型制作理解DNA結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、多樣性和差異性。這樣步步深入，層層深化，突出主線，不僅掌握了課本的知識點，更重要的是在探究知識的過程中，科學(xué)素養(yǎng)、實驗觀察能力與動手能力得到提高，體現(xiàn)了科學(xué)探究未知的本質(zhì)。

4.引導(dǎo)總結(jié)理解提高

教師：總結(jié)深化，通過探究，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)了一個秘密，我手中這條DNA與你們各自制作的DNA的不同之處就在于堿基對的排列順序不同！她代表著遺傳信息。同學(xué)間長相的差異，其根本原因是DNA的堿基對排列順序不同，因此用DNA進行親子鑒定可以作為黃金標(biāo)準(zhǔn)，它被譽為現(xiàn)代的福爾摩斯真是當(dāng)之無愧的。

學(xué)生：通過課題探究深層理解了課本的知識點，學(xué)生將知識應(yīng)用于實踐，深層理解生活中遇到的問題，掌握了遺傳物質(zhì)DNA的多樣性與特異性，進而明確了生物的多樣性和特異性。從宏觀特定顏色反應(yīng)到微觀領(lǐng)域步步深入層層深化，扎實掌握了本節(jié)課內(nèi)容，也深化了本節(jié)的核心知識。

二、效果與作用

1.激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過教師的導(dǎo)課，學(xué)生在課題探究前首先帶上興趣的懸念：為什么DNA被稱作現(xiàn)代福爾摩斯？為什么在親子鑒定中ABO血型系統(tǒng)只能作為否定的判斷，而DNA可以作為親子鑒定的黃金標(biāo)準(zhǔn)？人長的漂亮與否是蛋白質(zhì)表達的，而蛋白質(zhì)的背后還有一種神秘的化合物核酸，核酸為什么能控制蛋白質(zhì)？學(xué)生在三個課題的逐一探究與研究中層層深入，興趣昂然。

最后通過模型制作知道了DNA的特異性，了解了生活多樣性與差異性的原因。

2.自學(xué)能力得到了提高。課題2：探究大分子化合物核酸的形成時，傳統(tǒng)的方法是教師先講述核酸的基本單位核苷酸，然后區(qū)別兩種核苷酸即核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸的區(qū)別，即含氮堿基嘌呤和嘧啶的區(qū)別以及五碳糖的不同，然后學(xué)生記憶，老師進一步講述核酸的形成過程以及DNA和RNA的區(qū)別。將知識點轉(zhuǎn)化成課題后，教師為學(xué)生制作了核酸結(jié)構(gòu)由簡單到復(fù)雜的動畫和文字，以及課件的資料文件夾，學(xué)生對照問題逐一找到答案，并完成每一個子課題的問題，這樣使問題變得生動又形象，同學(xué)爭先恐后的搶答。記憶深刻難忘。

3.培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新思維和合作能力。學(xué)生通過探究未知領(lǐng)域已經(jīng)掌握了DNA、RNA的結(jié)構(gòu)后，為了讓學(xué)生更好地掌握DNA、RNA的化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)，更重要的是為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維，逐步引導(dǎo)學(xué)生制作了DNA模型的制作，完成了課題3：對DNA分子模型的制作的研究。在這個課題研究中，如何將一個個基本單位核苷酸連接成一條長鏈？一個小組的兩個人又如何將各自的一條DNA單鏈，合作拼成雙DNA？沒有精誠合作完不成，沒有創(chuàng)新思維更完不成，但最后的學(xué)生作品令人驚嘆，他們不僅合作拼出了DNA的平面結(jié)構(gòu)也制作并呈現(xiàn)了DNA的雙螺旋空間結(jié)構(gòu)模型。

4.通過該項改革真正達到了讓教師將成為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者、組織者、指導(dǎo)者，而學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的真正主體。實現(xiàn)了學(xué)生像科學(xué)家一樣發(fā)現(xiàn)問題、做出假設(shè)、探究問題、得出結(jié)論的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、試驗?zāi)芰?、分析問題和解決問題的能力。

5.將書本上的驗證性實驗改成探究性實驗，達到了讓學(xué)生圍繞課題主動探究主動發(fā)現(xiàn)的目的。學(xué)生觀察現(xiàn)象、提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗并驗證假設(shè)、得出結(jié)論等，在能力培養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)訓(xùn)練以及探索創(chuàng)造性思維培養(yǎng)等都達到了較好效果。例如，在學(xué)生完成“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”先通過提出問題引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)，假設(shè)非唯一，學(xué)生的假設(shè)多種多樣，其中有的是DNA和RNA都分布在細胞核中，有的假設(shè)是DNA和RNA都在細胞質(zhì)中，有的是DNA在細胞核中，RNA在細胞質(zhì)中，有的提出相反假設(shè)，其假設(shè)是DNA在細胞質(zhì)中，RNA在細胞核中。然后請學(xué)生設(shè)計實驗探究自己假設(shè)的正確性與否，通過實驗結(jié)果得出結(jié)論：DNA主要在細胞核中，RNA主要在細胞質(zhì)中。這比教師的講述或者單純的驗證性實驗要深刻的多。

6.將知識點轉(zhuǎn)化成探究課題是適應(yīng)新時代要求下的課堂教學(xué)改革，她填補了學(xué)校小班化教學(xué)改革的一項空白。

三、幾點思考

1.現(xiàn)代化實驗設(shè)備為學(xué)生研究性學(xué)習(xí)提供了硬件保障，促進了學(xué)生學(xué)習(xí)方式發(fā)生改變，也為教師的研究性教學(xué)提供了物質(zhì)保障，因此教師的教育觀念和教學(xué)行為也要發(fā)生改變。在將知識點轉(zhuǎn)化成探究性課題的學(xué)習(xí)過程中，教師要成為學(xué)生學(xué)習(xí)的促進者、組織者、指導(dǎo)者，而學(xué)生成為了學(xué)習(xí)的真正主體。就要求教師不斷地吸納新知識，更新自身的知識結(jié)構(gòu)，提高自身的綜合素質(zhì)，逐步建立新型的師生關(guān)系。

2.開展探究性實驗課題對教師提出了更高的要求，它要求教師有較強的組織能力，有較好的隨機應(yīng)變能力，有較廣博的知識，否則，在學(xué)生發(fā)散的思維面前很難應(yīng)對自如。同時也要求教師具有指導(dǎo)學(xué)生科研的能力和手段。

3.在高中階段開展研究性教學(xué)，將課本知識點轉(zhuǎn)化成探究性課題，有時一節(jié)課的時間完不成，如果能兩節(jié)課連堂上課更好，但是學(xué)校的課表安排是不連堂的。還有探究性課題有時存在費時太多的問題，而現(xiàn)在的教師和學(xué)生被框得很死，因此在目前的教學(xué)中教師必須根據(jù)實際情況盡可能多的在課堂時間內(nèi)實施完成。

通過“將課本知識點轉(zhuǎn)化成研究課題”的一種研究性學(xué)習(xí)方式的改革，為學(xué)生開發(fā)了更多展現(xiàn)自我以及實驗觀察發(fā)現(xiàn)的機會和主動探究知識的能力，同時鼓勵了學(xué)生大膽表達自己的思想，幫助學(xué)生形成科學(xué)實驗的思維習(xí)慣；鍛煉了學(xué)生動手能力，讓學(xué)生真正體驗知識的獲得過程，達到了對教材知識的理解和深刻掌握。