問(wèn)題式主線(xiàn)的“DNA復(fù)制”教學(xué)設(shè)計(jì)

唐小萍

[摘要] 生物學(xué)概念零散、復(fù)雜，課堂教學(xué)中需要一條邏輯完整的主線(xiàn)進(jìn)行知識(shí)體系的架構(gòu)與學(xué)科思維的深入。通過(guò)問(wèn)題式主線(xiàn)以任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生有效學(xué)習(xí)，并以“DNA復(fù)制”一節(jié)課教學(xué)為例，構(gòu)建了以情境性問(wèn)題培植探究興趣、以科學(xué)史問(wèn)題厚植理性思維和以發(fā)現(xiàn)式問(wèn)題定植合作思考的教學(xué)方略。

[關(guān)鍵詞] 問(wèn)題式主線(xiàn);科學(xué)思維;教學(xué)情境;半保留復(fù)制

教師的責(zé)任不僅在教，更在引導(dǎo)學(xué)生如何學(xué)。學(xué)科教學(xué)應(yīng)該關(guān)注的是如何引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)，而不是教會(huì)學(xué)生什么知識(shí)。生物學(xué)概念的龐雜、零散，使得學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)體系的過(guò)程中往往無(wú)所適從。與此同時(shí)，問(wèn)題鏈（或稱(chēng)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)）的教學(xué)方式則以問(wèn)題為主要線(xiàn)索，通過(guò)難度合理、拾級(jí)而上的問(wèn)題，促進(jìn)了學(xué)生的概念理解、知識(shí)建構(gòu)與思維進(jìn)階，并在一定程度上幫助教師以合理預(yù)設(shè)促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)生成，提高了教學(xué)效率。[1]因而，研究者以“DNA的復(fù)制”一節(jié)課教學(xué)為例，完成了高中生物“以情境性問(wèn)題培植學(xué)生的探究興趣、以科學(xué)史問(wèn)題厚植學(xué)生的理性思維和以發(fā)現(xiàn)式問(wèn)題定植合作思考”的教學(xué)設(shè)計(jì)。

一、以情境性問(wèn)題培植探究興趣

教學(xué)過(guò)程：創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，即新聞報(bào)道中發(fā)布的白銀連環(huán)殺人案和警察的破案過(guò)程。在整個(gè)情境中將“警察的破案過(guò)程中采用到的PCR技術(shù)”作為先行組織者材料，并向?qū)W生解釋PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，利用該項(xiàng)技術(shù)可完成DNA分子的體外復(fù)制過(guò)程。之后，讓學(xué)生根據(jù)之前學(xué)習(xí)的DNA分子是生物體主要的遺傳物質(zhì)，詢(xún)問(wèn)學(xué)生DNA復(fù)制對(duì)生物體的意義什么。與此同時(shí)，通過(guò)結(jié)構(gòu)與功能觀引導(dǎo)學(xué)生明確DNA復(fù)制確保了遺傳信息能夠順利地從親代傳給子代，從而保持了遺傳信息傳遞的連續(xù)性。緊接著，詢(xún)問(wèn)學(xué)生：“生物體內(nèi)的DNA分子是如何復(fù)制的，又怎樣確保信息傳遞的保真性呢？”

[設(shè)計(jì)意圖]教學(xué)中情境問(wèn)題的設(shè)置聯(lián)結(jié)學(xué)生的感性思維。由現(xiàn)實(shí)生活的真實(shí)情境激發(fā)學(xué)生的好奇心，幫助學(xué)生全身心投入學(xué)習(xí)。同時(shí)，該教學(xué)過(guò)程中采用的情境問(wèn)題在一定程度上幫助學(xué)生明確了生物技術(shù)在生產(chǎn)生活中的重要作用，更對(duì)學(xué)生滲透了生物學(xué)科技應(yīng)用的思想。除此之外，該教學(xué)過(guò)程并沒(méi)有直接切入教學(xué)問(wèn)題，而是先銜接已知內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解DNA體內(nèi)復(fù)制這一生命基本活動(dòng)的生物學(xué)意義，再進(jìn)一步滲透“結(jié)構(gòu)與功能觀”的生命觀念核心素養(yǎng)。

二、以科學(xué)史問(wèn)題厚植理性思維

教學(xué)過(guò)程：首先，呈現(xiàn)一段科學(xué)史的先行組織者材料，即1958年科學(xué)家利用同位素示蹤技術(shù)來(lái)探究大腸桿菌的DNA復(fù)制方式。然后，圍繞實(shí)驗(yàn)的過(guò)程讓學(xué)生思考以下問(wèn)題：（1）最初關(guān)于DNA分子復(fù)制方式的三個(gè)推測(cè)分別是什么？（2）本實(shí)驗(yàn)的材料是什么？（3）如

何區(qū)分親代和子代的DNA分子？接著，展示第二段科學(xué)史材料，即教材中科學(xué)家使用同位素示蹤技術(shù)的檢測(cè)結(jié)果，讓學(xué)生思考呈現(xiàn)在PPT上的問(wèn)題。

[設(shè)計(jì)意圖]以科學(xué)史的三個(gè)問(wèn)題初步引導(dǎo)學(xué)生思考，讓其對(duì)DNA分子的復(fù)制方式、實(shí)驗(yàn)材料和檢測(cè)技術(shù)概念，以及各種子概念有整體的認(rèn)知。緊接著，讓學(xué)生通過(guò)對(duì)科學(xué)史實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析、歸納與比較，培養(yǎng)其科學(xué)思維。該過(guò)程既層層深入、條分縷析地引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)推理式論證過(guò)程，又通過(guò)科學(xué)史的結(jié)果分析幫助學(xué)生“像科學(xué)家一樣思考”，讓他們領(lǐng)略科學(xué)假設(shè)、實(shí)驗(yàn)論證與科學(xué)精神等理論的特性。

三、以發(fā)現(xiàn)式問(wèn)題定植合作思考

教學(xué)過(guò)程：讓學(xué)生回顧DNA分子復(fù)制的意義，即DNA分子通過(guò)半保留復(fù)制實(shí)現(xiàn)遺傳物質(zhì)傳遞的保真性，提問(wèn)DNA半保留復(fù)制是如何進(jìn)行的，由此導(dǎo)入DNA分子的復(fù)制過(guò)程。隨后，讓學(xué)生自行閱讀教科書(shū)的內(nèi)容，完成以下問(wèn)題：（1）DNA分子復(fù)制發(fā)生在什么時(shí)間？場(chǎng)所在哪里？（2）讓學(xué)生分小組在黑板上畫(huà)出某段DNA分子復(fù)制的過(guò)程，用不同顏色的筆區(qū)分子鏈和母鏈。完成這些需要哪些條件？（3）DNA

分子復(fù)制的保真性是如何體現(xiàn)的？最后，為了使情境教學(xué)有始有終，回歸之前的情境問(wèn)題案例，設(shè)計(jì)了又一個(gè)問(wèn)題——如果在犯罪現(xiàn)場(chǎng)只找到兇手的一滴血跡，請(qǐng)你結(jié)合DNA的復(fù)制過(guò)程，簡(jiǎn)要談?wù)勅绾慰焖俚玫絻词值腄NA片段。

[設(shè)計(jì)意圖]布魯納認(rèn)為“發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)是最好的學(xué)習(xí)，發(fā)現(xiàn)教學(xué)是最好的教學(xué)”。發(fā)現(xiàn)式教學(xué)讓課堂教學(xué)不再是教師個(gè)人的獨(dú)角戲，因?yàn)閷W(xué)生的知識(shí)是主動(dòng)發(fā)現(xiàn)獲取的過(guò)程，而不是被動(dòng)、填鴨式的。[2]教學(xué)過(guò)程中的第一個(gè)大問(wèn)題里面的兩個(gè)小問(wèn)題目的明確，是以任務(wù)驅(qū)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動(dòng)閱讀教科書(shū)并從中獲取生物學(xué)基本概念，增進(jìn)學(xué)生對(duì)DNA復(fù)制過(guò)程的理解。而第二大問(wèn)題是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，首先借助黑板繪畫(huà)的可視化，然后讓學(xué)生圍繞著“DNA分子的復(fù)制過(guò)程和條件”進(jìn)行合作探究和發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)，讓學(xué)生展示DNA復(fù)制的模型建構(gòu)過(guò)程。這里的繪畫(huà)讓學(xué)生以不同顏色區(qū)分母鏈和子鏈，并進(jìn)行組間評(píng)價(jià)反思，整體暴露學(xué)生的思維，再次體現(xiàn)生命體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的基本觀念。通過(guò)這一過(guò)程，引導(dǎo)學(xué)生思考并自主回答第三個(gè)問(wèn)題，即DNA分子復(fù)制的保真方式。最后的教學(xué)過(guò)程則回歸之前的教學(xué)情境，并讓學(xué)生在合作思考中科學(xué)讀寫(xiě)，把已學(xué)的知識(shí)和生活聯(lián)系起來(lái)，體現(xiàn)了科學(xué)本質(zhì)的生產(chǎn)應(yīng)用之維。[3]

四、教學(xué)反思

好的教學(xué)課堂需要一條邏輯清晰的線(xiàn)索，線(xiàn)索的有效鋪展帶動(dòng)的不僅是概念體系的有效建構(gòu)，更達(dá)成了學(xué)生認(rèn)知內(nèi)容的同化與順應(yīng)。而問(wèn)題猶如教學(xué)的支架，既驅(qū)動(dòng)了學(xué)生的主動(dòng)性、批判性與實(shí)踐性知識(shí)，又幫助學(xué)生在層層遞進(jìn)的互動(dòng)中實(shí)現(xiàn)逐步進(jìn)階。實(shí)則，將不同類(lèi)型的問(wèn)題熔煉于主要線(xiàn)索中，就能夠?qū)⒁陨隙叩膬?yōu)勢(shì)巧妙結(jié)合起來(lái)。

總之，問(wèn)題的設(shè)計(jì)既要具備嚴(yán)謹(jǐn)性和邏輯性，緊緊扣住所學(xué)知識(shí)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的求知欲;又要具備極強(qiáng)的實(shí)踐驅(qū)動(dòng)性和意義性。教學(xué)中，很多問(wèn)題均圍繞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行提問(wèn)，每個(gè)問(wèn)題又細(xì)分出幾個(gè)邏輯性很強(qiáng)的小問(wèn)題，通過(guò)層層深入、遞進(jìn)式的提問(wèn)就能夠激發(fā)學(xué)生的求知欲，引導(dǎo)他們主動(dòng)發(fā)現(xiàn)并獲取知識(shí)。

[參考文獻(xiàn)]

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[3]朱俊，丁奕然.指向科學(xué)本質(zhì)大概念的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)策略分析[J].生物學(xué)教學(xué)，2019，44（10）：8-10.