陳煒
摘 要:高中生物是一門綜合性較強的學科,既包括人文性較強的生命觀念、生命意識等內容,也包括邏輯性和計算性較強的數理化知識,因此,高中生物是一門困擾多數學生的科目?!盎蛲蛔儭笔歉咧猩锏闹仉y點,也是培養(yǎng)學生生命價值觀念、生命意識、科研意識和微觀意識的重要內容?!爸Ъ苁健苯虒W有著支撐起整個知識體系的腳手架功能,讓相關知識體系直觀地支棱起來,客觀全面地展示在學生眼前。這有助于學生全面地理解和觀察知識體系的結構、特征和關聯(lián)性,以實現教學立體化、模塊化、系統(tǒng)化、細節(jié)化的目的。本文首先介紹了“支架式”教學的概念,其次分析了“支架式”教學的應用要點,最后以“基因突變”知識點教學為例,探討了“支架式”教學的應用策略。
關鍵詞:高中生物;“支架式”教學;基因突變;教學策略
“支架式”教學是指教師在尊重學生主體性的基礎上,整合情境、問題、圖表、范例等教學方式來搭建知識體系學習框架,引導學生有序思考、聯(lián)想對比、實踐參與、感悟應用的一種教學模式?!爸Ъ苁健苯虒W的教學優(yōu)勢體現在知識的拓展延伸和知識的多樣呈現等方面,其符合知行合一、建構主義、認知主義等教學理念,可以幫助學生快速摸清知識脈絡,找到學習線索,厘清邏輯思維,幫助學生構建獨屬于自己的知識架構體系。需要提到的是,在應用“支架式”教學模式時,教師要認真研習支架的搭建時機和撤走時機,防止學生出現過度依賴支架的情況。
一、“支架式”教學的應用要點
學術界對“支架式”教學的應用要點有著不同的觀點,總體來看大同小異。大部分學者一致認為“支架式”教學要想發(fā)揮教學功效,體現教學優(yōu)勢,就需要做到以下四點:第一,尊重學生的主體意識。教師在應用“支架式”教學方法時要提高學生的課堂參與感,調動學生的學習興趣,積極為學生提供實踐實操、自主探究的機會。教師要適度放權,讓學生能夠積極展示自我,充分交流合作。第二,創(chuàng)設貼近生活的情境。生物知識有著概念抽象、內容精深的特點,且高中學生的生物基礎也是相對薄弱的。對此,教師就需要創(chuàng)造出有針對性的教學情境,以達到簡化生物概念,詮釋生物規(guī)律的目的,從視聽感知、手操實踐、聯(lián)想對比等多個方面來刺激學生的感官,激發(fā)學生的興趣,啟發(fā)學生的思維,強化學生的感悟。第三,重視任務的設計。為了促進教學目標的實現,教師需要設計出實效性強的教學任務?!爸Ъ苁健苯虒W需要重視問題的設計、教學資源的制作和系統(tǒng)知識架構的梳理,確保學生可以借助現有的教學資源和學習材料來完成問題的解答,完成知識體系的建構。這對教師的教學設計和資源整合能力是較大的考驗。第四,不能過度依賴支架。學習應該是靈活變通的,學習可以借助模式和框架的輔助,但學習思維不能被框架和支架所局限,不能過度依賴模型支架,否則學生的獨立學習能力會大打折扣[1]。
二、“支架式”教學在高中生物“基因突變”中的教學實踐
(一)情境支架,激發(fā)學生興趣
學生對教學內容充滿興趣是學生積極主動參與學習、探究問題的前提,而搭建情境支架能夠將靜態(tài)的知識傳授課堂變成動態(tài)的問題解密課堂,以達到增強學生體驗、引發(fā)學生思考的目的。情境支架以問題為主,其結構主要是通過一系列引人思考的趣味問題來調動學生的探究欲望,讓學生在解答問題的過程中抓住教材知識點的學習重難點,促進學生學習主體性的充分發(fā)揮。在“基因突變”知識點教學中,教師可以先播放幾段有關“抗癌斗士”的視頻,然后告訴學生乳腺癌在女性癌癥中排第一,接著請學生回答乳腺癌出現的原理和機制是怎樣的?學生通過自主查閱資料,就能夠發(fā)現乳腺基因序列出現了異常,而這種基因和正常人相比有異常變化的情況就是基因突變。導入資料中的問題是為了引入基因突變概念,后續(xù)的問題則應該圍繞基因突變、基因序列、癌細胞等相關知識來設計,以達到詳細展開知識點的目的[2]。對此,教師需要繼續(xù)為學生提供資料,強化學生的情緒感知。1.2020年,全球乳腺癌新增人數高達226萬,其發(fā)病率和致死率在女性惡性腫瘤中排名第一。乳腺癌已經成為一種非??膳碌陌┌Y。2.通過多媒體屏幕出示乳腺癌的發(fā)病歷程、早期特點和人乳腺癌細胞結構圖。3.展示多類臨床乳腺癌患者的E-鈣黏蛋白含量表。讓學生對乳腺癌的特點和預防有更深刻的認識。關愛女性健康是全社會都應該重視的事情,防患于未然也是中國人的做事理念,為了預防這樣的疾病在身邊女性朋友身上出現,每個人都要了解癌癥難治療的原因,了解癌細胞中的物質和結構與正常細胞的區(qū)別,同時了解癌細胞轉移的嚴重程度與E-鈣黏蛋白的含量高低關系。通過現實的資料從宏觀角度增強學生對乳腺癌的認識,再從微觀角度以問題串的方式引導學生思考細胞癌變的原理和本質,讓學生清楚了解癌癥和基因突變知識的重要性和現實意義。最后,教師再和學生一起學習細胞原癌基因和抑癌基因,引導學生梳理出細胞癌變是因為原癌和抑癌基因發(fā)生突變引發(fā)的結果。給出佐證該結果的史實資料,即生物學家發(fā)現人體第17號染色體上的抑癌基因突變情況跟乳腺癌息息相關,該基因被學術界稱為乳腺癌1號基因,簡稱BRCAI。教師最后再引導學生思考如下問題:正常細胞內有沒有BRCAI基因,正常細胞和癌細胞中的BRCAI基因序列有沒有區(qū)別?
情境支架的優(yōu)勢在于不直接講述枯燥的教材內容,而是劍走偏鋒,用現實的宏觀問題來培養(yǎng)學生的生命觀念,再用系列問題來解析宏觀問題的本質,讓學生了解到教材知識的現實應用性,幫助學生了解學習相關知識的價值和意義,進而引發(fā)學生的情緒感知,刺激學生從主觀層面去集中精力主動學習、積極思考,為后續(xù)教學營造良好的學習氛圍,為學生深入探究知識點打下扎實基礎。
(二)應用工具支架,簡化概念教學
基因序列知識的理解涉及微觀分子層面的知識,這就需要學生具有較強的宏觀辨識和微觀探析素養(yǎng),如此才能正確了解基因突變概念,了解基因的片段結構和模型。對此,建議教師構建工具支架,幫助學生立體、全面地了解基因突變概念。建構主義認為知識需要經過重組和碰撞來生成新的知識。對此,教師要采取合作學習的方式來對班級學生進行分組,然后以動畫或者實物模型來展現基因片段模型,直觀展示出BRCAI基因的部分序列,如…GAGCTGCACGCTTCT…/…CTCGACGTGCGAAGA…最后再為學生提供各類顏色夾子、毛根等,規(guī)定各類材料對應的基因結構,堿基A、堿基T、堿基C、堿基G分別用紅、藍、黃、綠四種顏色的夾子來表示,再要求學生通過合力協(xié)作的方式制作出BRCAI基因片段模型[3]。當學生完成基因片段模型的制作以后,教師再組織全班學生來展示模型成果,點評基因片段模型的特征,給予部分學生展示自我的機會,讓他們從此過程中獲得成就感和自豪感。教師可以對基因片段模型進行如下變換,將其中的堿基A和堿基G位置對換、取下堿基A和堿基C,讓對應位置的堿基出現空缺、在序列上的堿基A位置增加一個堿基T……引領學生分析這樣的現象會對細胞造成怎樣的影響,深刻還原基因突變的過程和表現,歸納出基因突變的概念。
學生經歷了基因片段模型建構過程,又通過教師的點評和演示就能夠清楚直觀地了解基因突變的概念:在細胞的DNA分子中,因堿基出現了替換、增添或缺失等情況而引起的基因堿基序列改變就是基因突變。
(三)應用范例支架,提升學生思維
堿基是遺傳信息的攜帶載體,基因堿基序列有所變化,遺傳信息表達、轉錄和翻譯過程也會發(fā)生變化。學生了解基因突變的概念和特征以后,教師就需要再次將宏觀現象與微觀結構關聯(lián)起來,讓學生了解基因突變和生物性狀的具體關聯(lián)性,幫助學生了解微觀結構變化會產生的宏觀現象變化[4]。在“基因突變”知識章節(jié)中,微觀結構對宏觀現象產生的影響與基因的轉錄、翻譯過程是密切相關的?;虻霓D錄、翻譯也是課堂教學的重難點。對此,教師可以采取范例支架解析的方式來生動還原基因轉錄翻譯的過程和結果。教師首先要引導學生說出正常細胞中BRCAI基因的轉錄和翻譯產物。其次,通過小球、毛根來制作出多肽鏈模型,用不同顏色的小球來替代各類型的氨基酸,以此來展示多肽鏈的翻譯過程。最后,教師要求各小組改變基因片段模型中的基因順序或基因數量,在序列上增加突變基因,要求學生思考加入了突變基因后,突變基因表達產物的氨基酸序列。學生進行探索交流以后就能清晰發(fā)現基因突變會引起氨基酸種類、排列順序、數量等出現變化的事實,而氨基酸又是決定生物性狀的關鍵因素,所以基因突變是通過改變氨基酸的性質來影響生物性狀的。此時,教師在要求學生利用目前掌握的知識來解釋癌癥的本質和發(fā)生過程,并要求學生從微觀角度切入來思考基因突變是不是一定有害的。學生聯(lián)想到癌癥,就會認為基因突變是有害的;學生結合基因突變培育出優(yōu)良作物的事實就會發(fā)現基因突變是有利的;學生分析基因突變的產物會發(fā)現某些基因突變后的轉錄和翻譯產物沒有出現結構、序列和數量的變化,這樣的基因突變是不會改變生物性狀的。教師對學生的答案和觀點進行梳理,就能得出基因突變有利有弊的客觀定論。范例支架為學生提供了有力的參考和對比,生動展示了基因轉錄翻譯的過程、產物和產物變化,讓學生對轉錄模板鏈、轉錄方向、密碼子表使用方法有了清晰認知,其是幫助教師突破教學重難點的強力方式。綜上可知,工具支架能夠有效培養(yǎng)學生的理性思維,為學生解答問題提供方向、流程、技巧、原則等方面的理論指導和實操對比,這有助于學生養(yǎng)成根據客觀依據來進行解釋和推測的優(yōu)良品質。
(四)應用圖表支架,完善知識體系
知識是為生活服務的,知識需要體現出應用價值。所以,在生物學科教學中,教師要注重學生學以致用能力的培養(yǎng),要滲透生命觀念和生命意識,幫助學生養(yǎng)成熱愛生命、尊重生命的正確價值觀念。學生在學習“基因突變”知識以后,需要了解怎樣的行為、做法會導致基因突變,梳理整合出基因突變的化學、物理和生物誘因;學生要清楚預防癌癥等重大疾病的措施,了解利用基因突變知識來降低患病概率的健康做法,養(yǎng)成良好的生活習慣和健康方式;學生要清楚化療、放療、手術切除等方法的本質差異,以及效果差異,了解各種方法應對基因突變的原理和效果;學生還應該具備科研意識,積極鉆研與基因突變相關的知識內容,為日后從事科研工作或者相關研究打下扎實的基礎。為了達到這一教學目的,教師可以應用圖表支架來展開教學,要求學生梳理制作出與基因突變有關的誘因、生活行為、疾病治療行為等圖表,實現相關知識的統(tǒng)計與整合,幫助學生建構出系統(tǒng)的知識結構體系[5]。如,教師可以用思維導圖的方式來對整個基因突變知識進行系統(tǒng)總結,從基因突變概念、特征、轉錄和翻譯產物變化、誘因、生活習性、癌癥治療方法等多個維度來制作表格知識點,讓整個知識體系架構清晰具體地呈現在學生眼前,實現知識的模塊梳理和系統(tǒng)介紹。需要提到的是,為了培養(yǎng)學生的應用能力和生命意識,在圍繞基因突變誘因、生活習性、癌癥治療方法等知識點來制作圖表時,教師要結合生活現象和現實案例來進行解析和探討,為學生提供深入交流、觀點碰撞、發(fā)表感悟的機會,讓學生樂于分享自己的所見所聞和生活經驗,以達到培養(yǎng)學生生命責任意識、健康意識的目的。如,在梳理基因突變的生物、化學和物理誘因時,教師可以結合宮頸癌、太空南瓜等實例來解釋生物誘因和化學誘因;在引導學生形成健康的生活習性時,要結合食用腌制食品、高溫油炸食品、熬夜等行為來介紹基因突變對人體造成的危害,讓學生經過充分交流和全面分析來整理出各種不良習性和不良飲食習慣;在介紹癌癥治療方法時,要客觀分析各種治療措施的效果、時機,以及副作用,提高學生的健康危機應對意識??傊?,圖表支架有著分門別類、介紹詳細、知識模塊化的優(yōu)勢,其適合用于教學總結或課堂結尾階段。圖表支架有助于學生對整個學習過程和學習思維進行系統(tǒng)梳理,幫助學生完成知識的查缺補漏。
結束語
綜上所述,在高中生物教學中,“支架式”教學的應用要注重學生主體性發(fā)揮,注重情境創(chuàng)設和任務設計,教師也不能過度依賴支架來進行教學。教師要綜合利用情境式支架、工具式支架、范例式支架、圖表式支架來幫助學生攻克學習重難點,幫助學生構建出系統(tǒng)的知識體系,促使學生實現自身感悟的升華和應用能力的提高,促進高中生生物學科核心素養(yǎng)的健康發(fā)展。
參考文獻
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[2]陳麗芳,林金昌.支架式教學策略在高三復習課上的應用:以“現代生物進化理論”一輪復習為例[J].中學生物學,2021,37(1):31-33.
[3]張穎,李德紅.“支架式”教學在基因對性狀的控制中的應用[J].中學生物教學,2016(10):4.
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