羊垂功

摘 要 以“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)教學(xué)為例，嘗試從問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、活動(dòng)引導(dǎo)、問(wèn)題引導(dǎo)等教學(xué)環(huán)節(jié)，對(duì)生物學(xué)教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生“會(huì)學(xué)”進(jìn)行探索。

關(guān)鍵詞 生物學(xué)教學(xué) 會(huì)學(xué) DNA 遺傳物質(zhì)

中圖分類(lèi)號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)的關(guān)鍵場(chǎng)所，生物學(xué)教學(xué)中如何進(jìn)行有效的課堂教學(xué)，始終是一線教師研究的重要課題。關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性，促進(jìn)學(xué)生“會(huì)學(xué)”，主動(dòng)學(xué)習(xí)，是時(shí)下生物學(xué)教學(xué)的主旋律。在教學(xué)中教師會(huì)發(fā)現(xiàn)，每節(jié)課開(kāi)始時(shí)通過(guò)設(shè)計(jì)一些新鮮、有趣的情境，一般都會(huì)使絕大多數(shù)學(xué)生有“想學(xué)”、學(xué)好的愿望，但是教學(xué)結(jié)果往往是事與愿違。以上教學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是教師沒(méi)有重視讓學(xué)生“會(huì)學(xué)”、讓學(xué)生主動(dòng)去學(xué)習(xí)。教師在教學(xué)中如何引導(dǎo)學(xué)生“會(huì)學(xué)”，現(xiàn)以“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)教學(xué)為例進(jìn)行探索。

1 利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)思考

在生物學(xué)教學(xué)中，問(wèn)題是引發(fā)學(xué)生思維與探索活動(dòng)的向?qū)АＳ辛藛?wèn)題，學(xué)生的好奇心才能被激發(fā)；有了問(wèn)題，學(xué)生的思維才會(huì)開(kāi)始啟動(dòng)；有了問(wèn)題，學(xué)生的探究才真正有效；有了問(wèn)題，學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力才會(huì)被驅(qū)動(dòng)。恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題，特別是圍繞課堂主線的問(wèn)題鏈，能夠有效啟發(fā)學(xué)生思維，有效激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。例如學(xué)習(xí)“肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”時(shí)，教師可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題鏈，引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思考：

① 第1組實(shí)驗(yàn)與第2組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照，得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？（小鼠是否死亡與其體內(nèi)是否存在S型細(xì)菌密切相關(guān)）

② S型細(xì)菌可以使老鼠死亡，R型不可以使老鼠死亡的原因是什么？（滲透結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)，即S型細(xì)菌具有多糖莢膜，能抵抗小鼠免疫系統(tǒng)的免疫作用，使小鼠患敗血癥死亡，R型細(xì)菌則剛好相反）

③ 第3組實(shí)驗(yàn)與第1、第2組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照，得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？（加熱能殺死S型細(xì)菌）

④ 第4組實(shí)驗(yàn)與第1、第2組實(shí)驗(yàn)相互對(duì)照，得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？（小鼠體內(nèi)存在S型細(xì)菌）

⑤ 第4組實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)S型細(xì)菌有幾種可能？（第1種可能是S型細(xì)菌“死而復(fù)生”；第2種可能是R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。因?yàn)榈?種可能不符合生物個(gè)體發(fā)展的規(guī)律，所以第2種可能出現(xiàn)的原因是：加熱殺死的S型細(xì)菌中應(yīng)該存在某種物質(zhì)，這種物質(zhì)可以將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌）

對(duì)于“肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化”實(shí)驗(yàn)，教師可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題鏈，引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思考：

① 既然S型細(xì)菌中存在某種能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的轉(zhuǎn)化因子，如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證轉(zhuǎn)化因子是蛋白質(zhì)還是DNA，其關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路是什么？（把S型細(xì)菌的DNA和蛋白質(zhì)分離開(kāi)，分別單獨(dú)觀察它們各自的作用）請(qǐng)用文字表述艾弗里實(shí)驗(yàn)過(guò)程及其實(shí)驗(yàn)結(jié)論（設(shè)計(jì)意圖：為問(wèn)題③奠定基礎(chǔ)）

② 你認(rèn)為艾弗里實(shí)驗(yàn)中DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)能發(fā)揮作用嗎？為什么？（DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不可能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。因?yàn)榘ダ锏?組實(shí)驗(yàn)中蛋白質(zhì)含量為100%都無(wú)法將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，所以DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)，不可能將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌）

③ 請(qǐng)你模仿艾弗里實(shí)驗(yàn)思路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：DNA上面粘有的0.02%的蛋白質(zhì)不是促使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA才是促使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，要求寫(xiě)出關(guān)鍵設(shè)計(jì)思路及預(yù)期結(jié)果。（先將艾弗里提純到粘有0.02%蛋白質(zhì)的DNA與蛋白酶混合，再將它們添加到培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，然后觀察它們能否將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。因?yàn)榛旌衔锬軐型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌，所以DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不是促使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)，DNA才是促使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。）

對(duì)于“噬茵體侵染細(xì)菌”實(shí)驗(yàn)，教師可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題鏈，引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思考：① 艾弗里因?yàn)椴荒軐NA和蛋白徹底分離開(kāi)而使其實(shí)驗(yàn)結(jié)論倍受質(zhì)疑，如何解決人為難以將DNA與蛋白質(zhì)徹底分離的問(wèn)題？（尋找DNA與蛋白質(zhì)能在自然狀態(tài)下自己分離的實(shí)驗(yàn)材料）

② 怎樣將噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)區(qū)分開(kāi)，單獨(dú)觀察它們各自的作用？

③ 實(shí)驗(yàn)用到了什么方法？標(biāo)記了什么元素？能否對(duì)C、H、O元素做標(biāo)記？為什么？

④ 怎樣標(biāo)記噬菌體？能不能直接用放射性物質(zhì)培養(yǎng)噬菌體將其標(biāo)記？為什么？

⑤ 赫爾斯和蔡斯做了幾組噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗(yàn)？實(shí)驗(yàn)步驟如何？

⑥ 混合過(guò)程中會(huì)發(fā)生什么？實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保溫、攪拌、離心的目的分別是什么？

⑦ 兩組實(shí)驗(yàn)中上清液、沉淀物和子代噬菌體中的放射性有何不同？怎么解釋?zhuān)?/p>

對(duì)于“煙草花葉病毒侵染”實(shí)驗(yàn)，教師可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題鏈，引領(lǐng)、啟發(fā)學(xué)生思維，促進(jìn)學(xué)生思考：

① DNA是絕大多數(shù)生物的遺傳物質(zhì)，那么DNA是不是所有生物的遺傳物質(zhì)？

② 現(xiàn)有TMV和HRV兩種煙草花葉病毒，已經(jīng)知道TMV和HRV感染煙草葉片時(shí)表現(xiàn)的毒斑不同，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究RNA和蛋白質(zhì)中哪一種分別是TMV和HRV的遺傳物質(zhì)？要求闡述關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路并寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

以上問(wèn)題層層遞進(jìn)、環(huán)環(huán)相扣，每個(gè)問(wèn)題又衍生出一系列子問(wèn)題。這樣學(xué)生在探究解決問(wèn)題的過(guò)程中，既系統(tǒng)學(xué)習(xí)了肺炎雙球菌體內(nèi)（外）轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)等知識(shí)，又提升了學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生將零碎知識(shí)系統(tǒng)化，將不同知識(shí)網(wǎng)絡(luò)化；在具體的科學(xué)情境中感受生物學(xué)的重要性，了解生物科學(xué)發(fā)展與科學(xué)技術(shù)的密切關(guān)系，進(jìn)而認(rèn)同科學(xué)技術(shù)發(fā)展在探索遺傳物質(zhì)過(guò)程中的作用；領(lǐng)悟科學(xué)發(fā)展是一個(gè)不斷繼承、修正的過(guò)程，認(rèn)同科學(xué)探索過(guò)程需要嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，大膽質(zhì)疑和不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神的同時(shí)，逐步學(xué)會(huì)分析和解決與生物學(xué)相關(guān)的一些簡(jiǎn)單的實(shí)際問(wèn)題，有效促進(jìn)了學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。endprint

2 利用活動(dòng)引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)總結(jié)

僅有問(wèn)題是不夠的，教師要對(duì)每個(gè)問(wèn)題的解決，進(jìn)行適度的引導(dǎo)、提示、調(diào)控，促進(jìn)學(xué)生積極參與探索活動(dòng)。這些活動(dòng)包括假設(shè)、探索、驗(yàn)證、討論、交流、總結(jié)等一系列思維過(guò)程。在活動(dòng)過(guò)程中，教師不斷錘煉學(xué)生的思維，不斷積累學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)思考，自我構(gòu)建知識(shí)體系，真正讓學(xué)生“會(huì)學(xué)”。

例如，教師可以依據(jù)前面創(chuàng)設(shè)的問(wèn)題鏈安排以下活動(dòng)。① 依據(jù)“肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生構(gòu)建分析探究實(shí)驗(yàn)的一般程序性方法，以強(qiáng)化、深化他們實(shí)驗(yàn)分析能力、邏輯推理能力（圖1）。

② 引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用假說(shuō)一演繹法演繹推理“肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”，使他們體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的基本方法，強(qiáng)化、深化他們對(duì)假說(shuō)一演繹法的理解、運(yùn)用（圖2）。

③ 引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生歸納、總結(jié)噬茵體侵染細(xì)茵實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)結(jié)論，以強(qiáng)化、深化他們歸納、分析、邏輯推理等能力，發(fā)展、提升他們科學(xué)思維（圖3）。

④ 要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)更加簡(jiǎn)捷的實(shí)驗(yàn)?zāi)芡瑫r(shí)證明RNA是TMV和HRV的遺傳物質(zhì)，蛋白質(zhì)不是TMV和 HRV的遺傳物質(zhì)。要求用實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)圖表示并寫(xiě)出預(yù)設(shè)結(jié)果，以強(qiáng)化他們圖文轉(zhuǎn)換能力、深化、升華他們實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)分析、邏輯推理等能力（圖4）。

⑤ 引導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生梳理、歸納遺傳物質(zhì)探索歷程，以優(yōu)化、完善他們?cè)姓J(rèn)知結(jié)構(gòu)（圖5）。

3 利用問(wèn)題引導(dǎo)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)會(huì)反思

教師引導(dǎo)學(xué)生自覺(jué)反思，是促進(jìn)學(xué)生從“想學(xué)”向“會(huì)學(xué)”升華的關(guān)鍵。會(huì)反思也是學(xué)生學(xué)習(xí)成功的重要標(biāo)志，但學(xué)生的反思不是自然生成的，必須在教師引導(dǎo)、啟發(fā)、設(shè)計(jì)下，系統(tǒng)地、有組織地進(jìn)行問(wèn)題解決的教學(xué)，“會(huì)學(xué)”才有可能更有效。

例如，本節(jié)教學(xué)可以設(shè)計(jì)以下問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行反思活動(dòng)：

① 既然噬菌體把含32P的DNA注入大腸桿菌體內(nèi)并和它一起成為沉淀物，為什么上清液還有少量放射性；既然含35S的蛋白質(zhì)外殼未進(jìn)入大腸桿菌而殘留在上清液，為什么沉淀物還有少量放射性？

② 既然加熱會(huì)使蛋白質(zhì)和DNA變性，為什么加熱殺死的S型細(xì)菌的DNA還能將R型細(xì)菌進(jìn)行轉(zhuǎn)化，請(qǐng)嘗試提出假說(shuō)。依據(jù)該假說(shuō)，還可以采用什么方法證明DNA上面粘有0.02%的蛋白質(zhì)不是S型細(xì)菌的遺傳物質(zhì)？如何證明？

③ 如何理解“DNA是遺傳物質(zhì)”和“DNA是主要遺傳物質(zhì)”這兩種不同的說(shuō)法？④ 有細(xì)胞結(jié)構(gòu)生物的核酸有幾種？哪一種才是它們的遺傳物質(zhì)？無(wú)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物（病毒）的核酸有幾種？它的遺傳物質(zhì)又是什么？

根據(jù)學(xué)生的活動(dòng)表現(xiàn)，筆者在課上及時(shí)提醒學(xué)生，問(wèn)題解決開(kāi)始時(shí)，要仔細(xì)分析條件和結(jié)論，對(duì)難以下手的問(wèn)題，要注意和已有知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系，回憶過(guò)去解決問(wèn)題的方法等；問(wèn)題解決過(guò)程中，提醒學(xué)生要仔細(xì)檢查、甄別、小心求證；問(wèn)題解決之后，提醒學(xué)生及時(shí)進(jìn)行回顧總結(jié)?？傊?，問(wèn)題驅(qū)動(dòng)、活動(dòng)引導(dǎo)、問(wèn)題引導(dǎo)等措施的落實(shí)，會(huì)讓學(xué)生真正“在學(xué)習(xí)”，“在思考”，會(huì)讓學(xué)生向“會(huì)學(xué)”發(fā)展，也會(huì)讓新課改煥發(fā)盎然生機(jī)。endprint