基于生物科學(xué)史的習(xí)題講解策略探索

王超 張丹鳳 何耀霞

摘要：以2017年課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ理綜卷第29題為例，探索基于生物科學(xué)史的習(xí)題講解策略，具體分為習(xí)題剖析階段、知識(shí)復(fù)習(xí)階段和習(xí)題解答階段，旨在引導(dǎo)學(xué)生能夠有效地復(fù)習(xí)生物學(xué)知識(shí)并合理地構(gòu)建解題思路。

關(guān)鍵詞：生物科學(xué)史；習(xí)題；講解；策略

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）24-0119-02

習(xí)題課是作為生物課程中的重要部分，對(duì)學(xué)生知識(shí)與能力的鞏固提升具有不可忽視的作用。傳統(tǒng)習(xí)題課主要由教師主導(dǎo)，整節(jié)課由教師講解習(xí)題而學(xué)生被動(dòng)地聽(tīng)講，課堂中學(xué)生參與度低，沒(méi)有師生、生生之間的互動(dòng)交流與評(píng)價(jià)。這樣的習(xí)題課會(huì)導(dǎo)致教師無(wú)法得到學(xué)生的反饋，學(xué)生也會(huì)缺少聽(tīng)課的興趣，知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)與解題方法和技巧的提升都很難達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。以科學(xué)史為載體講解習(xí)題是一個(gè)探求知識(shí)來(lái)源的過(guò)程，能夠促進(jìn)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解。

一、習(xí)題剖析階段

1.呈現(xiàn)原題，精選優(yōu)質(zhì)練習(xí)題。下面以2017年課標(biāo)全國(guó)卷Ⅰ理綜卷第29題為例（以下簡(jiǎn)稱“第29題”），闡述基于生物科學(xué)史的習(xí)題講解策略。呈現(xiàn)原題：根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒兩種類型。有些病毒對(duì)人類健康會(huì)造成很大危害。通常，一種新病毒出現(xiàn)后需要確定該病毒的類型。假設(shè)在宿主細(xì)胞內(nèi)不發(fā)生堿基之間的相互轉(zhuǎn)換。請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型。簡(jiǎn)要寫出（1）實(shí)驗(yàn)思路，（2）預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論即可。（要求：實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組）

2.拆解習(xí)題，探明考查重難點(diǎn)。這個(gè)階段主要通過(guò)師生對(duì)習(xí)題進(jìn)行拆分與解讀，探明考查的重難點(diǎn)知識(shí)，據(jù)此確定解題方向。高考題作為優(yōu)質(zhì)習(xí)題來(lái)源之一，題目注重考查教材內(nèi)容的重難點(diǎn)。因此，拆解出題目所考查的知識(shí)點(diǎn)，便能為構(gòu)建解題思路打開(kāi)突破口。此題的考查內(nèi)容涉及核酸的結(jié)構(gòu)和功能以及人類對(duì)遺傳物質(zhì)的探索過(guò)程等，《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》要求學(xué)生能夠概述相關(guān)知識(shí)，且在《考試大綱》中對(duì)此內(nèi)容是Ⅱ級(jí)要求。

3.分析習(xí)題，審明題目理思路。第29題考查內(nèi)容以噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)為原型，將該實(shí)驗(yàn)原型遷移應(yīng)用，以此為突破口，要求考生熟記RNA和DNA的異同，并能夠根據(jù)兩者化學(xué)組成差異設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)思路。同時(shí)學(xué)生需要知道病毒沒(méi)有完成新陳代謝必需的基本系統(tǒng)，不能在培養(yǎng)基上獨(dú)立生存。因此要用放射性元素標(biāo)記病毒，用預(yù)先被標(biāo)記的宿主細(xì)胞培養(yǎng)新型病毒，最后檢測(cè)子代病毒的放射性。最終，預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得到結(jié)論，題目屬于理解和應(yīng)用層次的考查。

二、知識(shí)復(fù)習(xí)階段

復(fù)習(xí)知識(shí)，緊扣教材抓主干。首先，通過(guò)此階段將生物科學(xué)史作為引導(dǎo)性材料，把習(xí)題考查內(nèi)容與教材知識(shí)點(diǎn)緊密聯(lián)系起來(lái)。然后，基于生物科學(xué)史設(shè)計(jì)問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生思考，并解決問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)回顧主干知識(shí)。最后，在基于生物科學(xué)史的習(xí)題講解過(guò)程中，讓學(xué)生自主合作地學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性并提升學(xué)生的課堂參與度。

1.建立聯(lián)系，借用生物科學(xué)史。習(xí)題的形式多種多樣，講解時(shí)要緊扣教材知識(shí)，此時(shí)可以借助生物科學(xué)史連接兩者。首先選取貼合題目考點(diǎn)的生物科學(xué)史，將其作為習(xí)題和知識(shí)的媒介呈現(xiàn)給學(xué)生，建立題目與教材的聯(lián)系，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生物科學(xué)史復(fù)習(xí)相關(guān)知識(shí)。在掌握知識(shí)的前提下，學(xué)生才能提升能力，從而鍛煉解題技巧。依據(jù)第29題“根據(jù)遺傳物質(zhì)的化學(xué)組成，可將病毒分為RNA病毒和DNA病毒”。學(xué)生需要記憶核酸的化學(xué)組成，相關(guān)內(nèi)容對(duì)應(yīng)教材必修一第2章第3節(jié)“遺傳信息的攜帶者——核酸”。教師要緊扣教材，呈現(xiàn)匹配的生物科學(xué)史幫助學(xué)生復(fù)習(xí)RNA和DNA知識(shí)點(diǎn)。教師呈現(xiàn)生物科學(xué)史材料（1）1910年，德國(guó)科學(xué)家科賽爾通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明核酸是由四種含氮堿基以及一個(gè)五碳糖和一個(gè)磷酸等組成；隨后在1911年，美國(guó)的生物化學(xué)家萊文和瓊斯通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)核酸分為兩大類，核糖核酸（RNA）與脫氧核糖核酸（DNA）。除此之外，萊文和瓊斯還發(fā)現(xiàn)了這兩類核酸在結(jié)構(gòu)上和組成上的差異。

同時(shí)，依據(jù)第29題“請(qǐng)利用放射性同位素標(biāo)記的方法，以體外培養(yǎng)的宿主細(xì)胞等為材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以確定一種新病毒的類型”。需要學(xué)生掌握放射性同位素標(biāo)記法的應(yīng)用以及病毒需要通過(guò)宿主細(xì)胞生存增殖的知識(shí)，相關(guān)內(nèi)容對(duì)應(yīng)教材必修二第3章第1節(jié)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”。教師呈現(xiàn)生物科學(xué)史材料（2）1952年赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，證明DNA是遺傳物質(zhì)；1957年格勒和施拉姆進(jìn)行了將提取出的煙草花葉病毒RNA接種到煙草的實(shí)驗(yàn)，從而證明RNA起著遺傳物質(zhì)的作用。

2.設(shè)計(jì)問(wèn)題，加強(qiáng)課堂引導(dǎo)性。在呈現(xiàn)生物科學(xué)史材料的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)問(wèn)題促進(jìn)學(xué)生有針對(duì)性地思考問(wèn)題、復(fù)習(xí)知識(shí)，這樣能夠減少學(xué)生閱讀材料的盲目性，加強(qiáng)課堂的引導(dǎo)性。對(duì)應(yīng)材料（1）設(shè)計(jì)問(wèn)題：“①RNA和DNA的化學(xué)組成差異有哪些？”旨在讓學(xué)生復(fù)習(xí)兩者化學(xué)組成及差異。對(duì)應(yīng)材料（2）設(shè)計(jì)問(wèn)題：“①病毒是以哪種核酸作為遺傳物質(zhì)的？②噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)中怎樣運(yùn)用放射性同位素標(biāo)記的方法?！敝荚谧寣W(xué)生復(fù)習(xí)RNA和DNA作為遺傳物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，回顧利用放射性同位素標(biāo)記的方法來(lái)檢測(cè)子代病毒放射性的科學(xué)研究方法，并對(duì)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)思路進(jìn)行遷移應(yīng)用。

3.自主合作，發(fā)揮學(xué)習(xí)主動(dòng)性。自主合作是生物課程積極提倡的學(xué)習(xí)方式，也可以促進(jìn)學(xué)生高效學(xué)習(xí)，它具有學(xué)生課堂參與度高、自主建構(gòu)知識(shí)、促進(jìn)合作交流等特點(diǎn)。結(jié)合生物習(xí)題，呈現(xiàn)生物科學(xué)史這一生物學(xué)科特有的教學(xué)資源，進(jìn)而基于科學(xué)史設(shè)計(jì)問(wèn)題，引導(dǎo)讓學(xué)生自主思考與合作交流。

三、習(xí)題解答階段

知識(shí)與方法相結(jié)合，構(gòu)建解題思路。生物科學(xué)史不僅體現(xiàn)解決生物習(xí)題的知識(shí)，還體現(xiàn)解決問(wèn)題的思維方式。因此，依托生物科學(xué)史可幫助師生共同完成解答習(xí)題的過(guò)程，促使學(xué)生逐漸內(nèi)化知識(shí)和掌握解題方法?；谏锟茖W(xué)史對(duì)第29題進(jìn)行解答，要充分理解所呈現(xiàn)的科學(xué)史材料“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”，該題目以此實(shí)驗(yàn)為原型，構(gòu)建解題思路可從其中得到大量借鑒。

1.解釋問(wèn)題，啟發(fā)學(xué)生明思路。解釋基于生物科學(xué)史設(shè)計(jì)的問(wèn)題，逐步啟發(fā)學(xué)生明確解答習(xí)題的思路。解釋材料（1）對(duì)應(yīng)的問(wèn)題能夠明確RNA和DNA的化學(xué)組成差異，RNA特有的組成物質(zhì)是核糖和尿嘧啶（U），DNA特有的組成物質(zhì)是脫氧核糖和胸腺嘧啶（T）。解釋材料（2）對(duì)應(yīng)的問(wèn)題能夠清楚病毒能夠以RNA或DNA兩者中的一種作為遺傳物質(zhì)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)生物科學(xué)史的復(fù)習(xí)回顧，讓學(xué)生體會(huì)放射性同位素標(biāo)記法的使用。在此實(shí)驗(yàn)中明確蛋白質(zhì)和DNA的化學(xué)組成，針對(duì)蛋白質(zhì)特有元素為S而DNA特有元素為P，用兩種放射性同位素35S和32P分別標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA，然后分為兩組并用細(xì)菌培養(yǎng)病毒，進(jìn)而檢測(cè)子代病毒的放射性，從而在子代噬菌體中檢測(cè)到32P，所以證明了DNA是遺傳物質(zhì)。第29題，利用放射性元素對(duì)RNA與DNA在組成元素種類上有區(qū)別的尿嘧啶（U）與胸腺嘧啶（T）進(jìn)行標(biāo)記。在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)知道噬菌體只含有DNA和蛋白質(zhì)兩種物質(zhì)，所以可直接標(biāo)記病毒自身的DNA和蛋白質(zhì)進(jìn)行區(qū)別。但是，第29題中要求鑒別一種新型病毒是以RNA或DNA為遺傳物質(zhì)，因此選取兩種核酸的特有堿基進(jìn)行標(biāo)記，分別用含放射性同位素標(biāo)記的尿嘧啶（U）與胸腺嘧啶（T）兩個(gè)培養(yǎng)基培養(yǎng)宿主細(xì)胞。然后，用這兩個(gè)培養(yǎng)基接種病毒。最終，檢測(cè)子代病毒的放射性，可判斷出是DNA病毒或是RNA病毒。

2.解答習(xí)題，梳理思路呈答案。最終，教師要引導(dǎo)學(xué)生整理思路、組織語(yǔ)言、書寫答案。得到答案（1）甲組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含放射性標(biāo)記尿嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。乙組：將宿主細(xì)胞培養(yǎng)在含放射性標(biāo)記胸腺嘧啶的培養(yǎng)基中，之后接種新病毒。培養(yǎng)一段時(shí)間后收集病毒并檢測(cè)其放射性。（2）預(yù)期結(jié)果及結(jié)論：若甲組收集的病毒有放射性，乙組無(wú)，則為RNA病毒；若甲組收集的病毒無(wú)放射性，乙組有，則為DNA病毒?！?/p>

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)習(xí)題內(nèi)容能夠與生物科學(xué)史中科學(xué)家們所做實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，或者習(xí)題是以經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為原型的遷移應(yīng)用時(shí)，可以選取基于生物科學(xué)史的習(xí)題講解策略。為了更有利于學(xué)生建構(gòu)知識(shí)和提升解題能力，該習(xí)題講解策略以生物科學(xué)史材料為載體，以設(shè)計(jì)的問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境并作為課堂引導(dǎo)，以自主合作的學(xué)習(xí)方式組織課堂，充分發(fā)揮教師的指導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用。

參考文獻(xiàn)：

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