張曉輝

1 案例背景

“探索遺傳物質(zhì)的過(guò)程”是蘇教版教科書(shū)必修2第四章第一節(jié)內(nèi)容。該節(jié)的學(xué)習(xí)課時(shí)為兩課時(shí)：第一課時(shí)是“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”；第二課時(shí)是“提取DNA”。學(xué)生通過(guò)第一課時(shí)的學(xué)習(xí)，可以進(jìn)一步加深對(duì)有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用實(shí)質(zhì)的認(rèn)識(shí)。學(xué)生在初中階段已經(jīng)學(xué)習(xí)了遺傳物質(zhì)為DNA，此時(shí)教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法證明DNA是遺傳物質(zhì)，再通過(guò)介紹煙草花葉病毒等少數(shù)生物只有RNA而沒(méi)有DNA的事實(shí)，得出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的結(jié)論。在學(xué)生對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)、討論與探索的過(guò)程中，教師要求學(xué)生用辯證唯物的方法來(lái)認(rèn)識(shí)遺傳物質(zhì)的本質(zhì)，同時(shí)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、推理、歸納等科學(xué)思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，符合新課程的理念。

2 教學(xué)思路

教師圍繞“設(shè)法將DNA與蛋白質(zhì)分開(kāi)，單獨(dú)地、直接地觀察DNA與蛋白質(zhì)作用”這一主線，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與證明DNA是遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，展開(kāi)分析、推理等一系列探究活動(dòng)。

教師由學(xué)生已學(xué)過(guò)的與染色體有關(guān)的遺傳變異現(xiàn)象導(dǎo)入，通過(guò)學(xué)生對(duì)染色體主要成分的回顧，讓學(xué)生猜測(cè)：DNA和蛋白質(zhì)哪種是遺傳物質(zhì)，為什么？如何證明？從而引出相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

通過(guò)活動(dòng)一“對(duì)格里菲斯的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的分析”得出已加熱殺死的S型菌中含有某種引起轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)──轉(zhuǎn)化因子。

在學(xué)生思考得出“找出S型菌中轉(zhuǎn)化因子的關(guān)鍵思路”的基礎(chǔ)上，通過(guò)對(duì)活動(dòng)二“對(duì)艾弗里的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)分析”和活動(dòng)三“對(duì)噬菌體侵染大腸桿菌的實(shí)驗(yàn)的分析”得出DNA是遺傳物質(zhì)。

教師通過(guò)讓學(xué)生閱讀相關(guān)內(nèi)容，使他們了解有些病毒以RNA為遺傳物質(zhì)，并給予相關(guān)背景知識(shí)，使學(xué)生認(rèn)同DNA是生物的主要遺傳物質(zhì)。

3 片段重現(xiàn)

噬菌體侵染細(xì)菌這一實(shí)驗(yàn)的教學(xué)存在一定的難度，學(xué)生對(duì)于噬菌體了解不足，不知道噬菌體如何侵染細(xì)菌，也因此難以理解為何能通過(guò)噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)來(lái)探究遺傳物質(zhì)到底是DNA還是蛋白質(zhì)。 下面針對(duì)“噬菌體侵染細(xì)菌”這一知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行簡(jiǎn)單闡述。

問(wèn)題一：噬菌體的結(jié)構(gòu)是什么？

雖然在前期教學(xué)中教師提到過(guò)病毒，但并未對(duì)病毒的結(jié)構(gòu)及生命活動(dòng)等進(jìn)行詳細(xì)的介紹，因此當(dāng)提出噬菌體這種生物為病毒，結(jié)構(gòu)為蛋白質(zhì)外殼和包含在其中的核酸（DNA）時(shí)，有學(xué)生提出：“這樣的生物如何進(jìn)行生命活動(dòng)？”教師回答病毒只能寄生。學(xué)生又詢問(wèn)病毒寄生在哪里。教師反問(wèn)學(xué)生：生命活動(dòng)的基本單位是什么？學(xué)生中有人脫口而出說(shuō)是細(xì)胞。教師又問(wèn)為什么是細(xì)胞。學(xué)生進(jìn)行思考后，說(shuō)出細(xì)胞具有進(jìn)行生命活動(dòng)所需的場(chǎng)所、物質(zhì)和能量。教師肯定了學(xué)生的回答，并反問(wèn)學(xué)生：病毒寄生在何處，為什么？學(xué)生回答在細(xì)胞中，因?yàn)榧?xì)胞能提供病毒生命活動(dòng)所需的場(chǎng)所、物質(zhì)和能量。教師在肯定了學(xué)生的回答后，又介紹了病毒按寄生細(xì)胞類型不同而進(jìn)行的分類，噬菌體是專門寄生在細(xì)菌細(xì)胞中的病毒。

這時(shí)又有學(xué)生詢問(wèn)：噬菌體是如何侵染細(xì)菌的，是整個(gè)個(gè)體都進(jìn)入細(xì)菌嗎？這個(gè)問(wèn)題的提出打亂了教師原來(lái)的教學(xué)設(shè)計(jì)。原本應(yīng)該在噬菌體的結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)之后轉(zhuǎn)入放射性同位素標(biāo)記內(nèi)容的，而噬菌體侵染細(xì)菌的方式過(guò)程安排在這之后。但學(xué)生這時(shí)已提出了這個(gè)問(wèn)題，面對(duì)這種情況，教師一方面不能回避這個(gè)問(wèn)題，要保持學(xué)生的興趣，一方面又要讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究去體會(huì)科學(xué)研究的方法和科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本步驟，培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、推理、歸納等科學(xué)思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。所以在短暫的思考后，教師提出問(wèn)題：如何研究噬菌體侵染細(xì)菌的方式？以此作為過(guò)渡引出下一部分內(nèi)容。

問(wèn)題二：噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如何分析？

學(xué)生討論后，確定用32P標(biāo)記DNA、35S標(biāo)記蛋白質(zhì)后，教師用多媒體演示噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生觀察，提問(wèn)：

（1） 在第一組實(shí)驗(yàn)中放射性物質(zhì)存在于上清液中，說(shuō)明什么？

（2） 在第二組實(shí)驗(yàn)中放射性物質(zhì)主要存在于沉淀物中，說(shuō)明什么？

原以為這個(gè)問(wèn)題學(xué)生并不難解決，而結(jié)果卻不理想，學(xué)生普遍感到迷惑，并不清楚沉淀中是什么。因此教師給學(xué)生補(bǔ)充離心知識(shí)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到沉淀中應(yīng)為細(xì)菌。在這一知識(shí)背景下，學(xué)生比較順利地分析出DNA進(jìn)入了細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，而蛋白質(zhì)未進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中。教師繼續(xù)提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明DNA與蛋白質(zhì)哪種物質(zhì)在親子代噬菌體中具有連續(xù)性？學(xué)生能準(zhǔn)確得出答案，并認(rèn)識(shí)到噬菌體的遺傳物質(zhì)為DNA。

這時(shí)卻有學(xué)生提出問(wèn)題：在第二組實(shí)驗(yàn)中放射性物質(zhì)主要存在于沉淀，為什么要用“主要”一詞來(lái)形容？這一問(wèn)題有一定的難度，并不在授課計(jì)劃之中，但對(duì)于學(xué)生提出這一問(wèn)題，筆者感到很高興，于是針對(duì)這一問(wèn)題設(shè)計(jì)教學(xué)流程，嘗試引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)探討解決。

教師首先介紹了噬菌體侵染細(xì)菌的具體步驟，包括吸附、注入、合成、組裝、釋放。接著告訴學(xué)生該實(shí)驗(yàn)中這種噬菌體在適宜條件下的繁殖周期為5～20 min，請(qǐng)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)中有關(guān)步驟分小組討論分析用“主要”一詞的原因。

學(xué)生結(jié)合教師所提供的背景進(jìn)行討論，并逐步把焦點(diǎn)放在噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)時(shí)間上，并提出可能性的解釋。有學(xué)生提出第二組實(shí)驗(yàn)中上清液中的放射性可能來(lái)自已完成侵染過(guò)程并釋放出的子代噬菌體。教師對(duì)此給予肯定，并順勢(shì)補(bǔ)充介紹了噬菌體侵染細(xì)菌的過(guò)程，以期促成學(xué)生獲得更清晰的認(rèn)識(shí)。

4 教學(xué)反思

由于學(xué)生對(duì)于噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)這部分內(nèi)容學(xué)習(xí)感到較為困難，不可避免會(huì)有各種疑問(wèn)產(chǎn)生。教師遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以學(xué)生為主體，使學(xué)生在已有知識(shí)與新問(wèn)題的沖突中思考，自行建構(gòu)新的知識(shí)體系。

在第一個(gè)問(wèn)題中，教師適時(shí)地反問(wèn)學(xué)生生命活動(dòng)的基本單位，讓學(xué)生通過(guò)回憶之后，認(rèn)同細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位，也明確病毒的活動(dòng)特點(diǎn)，有助于學(xué)生形成正確的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也為之后噬菌體產(chǎn)生子代噬菌體的物質(zhì)、能量等來(lái)源的學(xué)習(xí)作鋪墊，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性。

之后學(xué)生提出的噬菌體是如何侵染細(xì)菌的問(wèn)題，雖然不在原本的授課流程中，但這問(wèn)題的提出恰好可以承接其他問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生的探究欲，針對(duì)性的處理不但不會(huì)顯得突兀，反而會(huì)更流暢。

在第二個(gè)問(wèn)題中，第二組實(shí)驗(yàn)中放射性物質(zhì)主要存在于沉淀，學(xué)生所提出的為什么在上清液中存在放射性，這一問(wèn)題的解釋也不再原先的教學(xué)設(shè)計(jì)之中，但通過(guò)學(xué)生對(duì)這一問(wèn)題的思考分析卻可以提升學(xué)生的探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。在學(xué)生解答問(wèn)題的同時(shí)增加了興趣和自信，對(duì)科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展是有益的。

在面對(duì)學(xué)生“突然”提出的問(wèn)題，教師沒(méi)有回避，而是針對(duì)有價(jià)值的提問(wèn)設(shè)置情景，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，通過(guò)討論等方式去分析，自行得出結(jié)論。這樣既維持了學(xué)生的興趣，又培養(yǎng)學(xué)生分析、比較、推理、歸納等科學(xué)思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，使學(xué)生真正在學(xué)習(xí)中提升自身的能力，同時(shí)體現(xiàn)了生物這門自然科學(xué)的學(xué)習(xí)應(yīng)有的作用和價(jià)值。