在生物教学中渗透研究性学习的实践与思考

胡中芳

【摘要】研究性学习是教育教学的一场革命，将研究性学习的方式渗透在课堂教学中，在老师引导下学生像科学家一样发现问题，探究问题，得出结论。本文以“遗传信息的携带者——核酸”课堂教学改革为例，“将课本的知识点转化成学生研究性学习课题”，改变了传统教学中单纯的接受式教学，改革后让学生在实验室通过课题的完成进行研究性学习。将研究性学习的方式渗透在课堂教学中，学生在耳目一新的自主实验与活动中主动探究他们的未知领域，进而深刻掌握课本知识。

【关键词】研究性学习；渗透；课堂改革；DNA结构

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】B 【文章编号】2095-3089（2017）09-0049-02

研究性学习作为21世纪的一种新的思想和理念，迅速得到推广。将研究性学习的方式渗透在课堂教学中，在老师引导下学生像科学家一样发现问题，探究问题，得出结论。本文以“遗传信息的携带者---核酸”课堂教学改革为例，“将课本的知识点转化成学生研究性学习课题”，改变了传统教学中单纯的接受式教学，改革后让学生在实验室通过课题的完成进行研究性学习。进而使学生实现了从接受式学习到研究性学习的转变。将研究性学习的方式渗透在课堂教学中，学生在耳目一新的自主实验与活动中主动探究他们的未知领域，进而深刻掌握课本知识。

下面以“遗传信息的携带者——核酸”课堂改革为例，进行阐述。本节教材是一节很简单的理论描述内容，传统教学方式主要是以教师讲述核酸的分类与结构让学生理解记忆知识点，属于接受式教学。我通过深入研究教材，将课本需要掌握的知识归纳为三个知识点并转化为三个核心研究性学习的“小课题”。在围桌式的实验室，教师逐步引导学生主动动手通过模型制作知识探究等完成每一个小课题，进而深刻掌握课本知识。

课题形成的过程是：首先将教材上的一个简单的验证性实验转化成探究性实验并形成了“课题1：实验探究DNA和RNA在细胞中的分布”；二是将核酸的化学结构等描述性知识，做成了几个学生自学的PPT课件视频和文字资料，作为自学资料提供给学生，从而形成了“课题2：探究大分子化合物核酸的形成”；第三部分是为了让学生更好地掌握DNA双螺旋结构设计了DNA模型的制作，并形成了“课题3：对DNA分子模型制作的研究”。确立好课题后，上课前将这三个研究课题呈现在黑板上，以引导学生逐一探究；

课题1：实验探究DNA和RNA在细胞中的分布

课题2：探究大分子化合物核酸的结构

课题3：对DNA分子模型制作的研究

通过改革使单调的内容变的丰富多彩，学生激情盎然，探究认真，记忆深刻。

一、步骤与过程

1.入境激趣导入课题

教师：同学们，通过上节课的学习，我们知道蛋白质是生命活动的主要承担者，同学们长得高还是矮，眼睛大小，双眼皮还是单眼皮都和蛋白质有关，在细胞中还有一种神秘的化合物，它不仅是蛋白质的幕后操纵者，而且在亲子鉴定和刑事侦破中发挥重要的作用，被稱为现代的福尔摩斯，这种化合物就是今天我们要研究的《遗传信息的携带者——核酸》！

学生：倾听和思考，引起探究兴趣。

设置意图：用“神秘的”“亲子鉴定和刑事侦破”“现代的福尔摩斯”等描述吸引学生注意力，充分激发学生兴趣，导入新课。板书课题：“遗传信息的携带者——核酸“”

2.小组讨论合作探究

课题1：探究DNA和RNA在细胞中的分布

教师：①幻灯展示：核酸有两类，一类叫DNA，全称是脱氧核糖核酸。

一类叫RNA，全称是核糖核酸②提出课题：DNA和RNA在细胞中是如何分布的呢？③科学实验思路的引领：像科学家一样先提出假说或假设，在此基础上预期实验结果和实验结论，这也是高考的热点，然后再进行实际的实验，得出真正的实验结果和实验结论，结果即实验的现象，结论是对结果的升华。④说明原理：甲基绿吡罗红混合液与DNA，RNA的显色反应⑤巡视并倾听学生的讨论，注意观察学生的实验。教师通过学生提交的显微照相，通过屏幕播放分享，引导找出共性，得出结论。

学生：①自主提出假设，小组讨论预期的实验结果与实验结论②各组交流讨论结果，学生提出各种各样的假设，在自己假设成立的条件下，又预期了各种各样的实验结果和结论。③动手实验，验证假设，各组的导师团成员负责指导本小组同学进行规范的实验操作，并提交显微照片到教师主机，大屏幕展示各组实验结果。④认真记录实验结果，得出自己的结论。⑤各组交流，提交显微照片，即显微照相。观察共性得出结论：DNA主要在细胞核中，RNA主要在细胞质中，其微观的分布通过宏观展示出来。显微照相，电脑上传大屏幕分享。先进设备使用，动手操作、动脑思考与探究未知的主动结合；两人合作将各自的单链如何按照碱基配对合作成功？实验、自学、合作讨论贯穿其中。

课题2探究核酸的结构

教师：①问题导学：核酸作为大分子有机物，分子量数百万数千万，是如何构成的呢？②提供资源：课件《核苷酸的结构》，flash文件《DNA的化学结构》。

③适时点拨与评价

学生：通过教师每台电脑提供的PPT、视频和文字资源，自学相关内容，逐步深入掌握课本的基本知识和深化课本知识，完成课题报告。

课题3核酸物理模型的构建

学生首先分别自己袋子中的核苷酸分别是哪一种？自主连接核苷酸，组内每个同学制作一条单链核苷酸链，两人一组配合将单链合作拼装成双链。两人合作将各自的单链如何按照碱基配对合作成功？动手合作讨论贯穿其中，交流纠正并制作出双链DNA平面结构并形成双螺旋DNA模型，展示模型，学生将教师手中的DNA与自己与其他同学的DNA进行比较，找出不同。总结异同点，理解生物多样性与差异性的根本原因。

3.突出主线引导深入

本节课的整个过程同学们将一个课题完成后，又为下一个课题的研究做好了铺垫和基础，同学们在理解了DNA和RNA的分布后完成了“课题1：实验探究DNA和RNA在细胞中的分布”后，教师接着引导学生探究第二个研究课题，即“课题2：探究大分子化合物核酸”的形成，在学生通过视频与动画、PPT、文字等资料完成了“课题2：探究大分子化合物核酸的形成”后，对于DNA的化学结构和空间结构有了深层理解，接下来将微观的抽象的知识变成宏观的具体的可见的模型形式，再引导完成“课题3：对DNA分子模型制作的研究”后，通过课题3模型制作理解DNA结构的稳定性、多样性和差异性。这样步步深入，层层深化，突出主线，不仅掌握了课本的知识点，更重要的是在探究知识的过程中，科学素养、实验观察能力与动手能力得到提高，体现了科学探究未知的本质。

4.引导总结理解提高

教师：总结深化，通过探究，同学们发现了一个秘密，我手中这条DNA与你们各自制作的DNA的不同之处就在于碱基对的排列顺序不同！她代表着遗传信息。同学间长相的差异，其根本原因是DNA的碱基对排列顺序不同，因此用DNA进行亲子鉴定可以作为黄金标准，它被誉为现代的福尔摩斯真是当之无愧的。

学生：通过课题探究深层理解了课本的知识点，学生将知识应用于实践，深层理解生活中遇到的问题，掌握了遗传物质DNA的多样性与特异性，进而明确了生物的多样性和特异性。从宏观特定颜色反应到微观领域步步深入层层深化，扎实掌握了本节课内容，也深化了本节的核心知识。

二、效果与作用

1.激发了学生的学习兴趣。通过教师的导课，学生在课题探究前首先带上兴趣的悬念：为什么DNA被称作现代福尔摩斯？为什么在亲子鉴定中ABO血型系统只能作为否定的判断，而DNA可以作为亲子鉴定的黄金标准？人长的漂亮与否是蛋白质表达的，而蛋白质的背后还有一种神秘的化合物核酸，核酸为什么能控制蛋白质？学生在三个课题的逐一探究与研究中层层深入，兴趣昂然。

最后通过模型制作知道了DNA的特异性，了解了生活多样性与差异性的原因。

2.自学能力得到了提高。课题2：探究大分子化合物核酸的形成时，传统的方法是教师先讲述核酸的基本单位核苷酸，然后区别两种核苷酸即核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸的区别，即含氮碱基嘌呤和嘧啶的区别以及五碳糖的不同，然后学生记忆，老师进一步讲述核酸的形成过程以及DNA和RNA的区别。将知识点转化成课题后，教师为学生制作了核酸结构由简单到复杂的动画和文字，以及课件的资料文件夹，学生对照问题逐一找到答案，并完成每一个子课题的问题，这样使问题变得生动又形象，同学争先恐后的抢答。记忆深刻难忘。

3.培养了学生的创新思维和合作能力。学生通过探究未知领域已经掌握了DNA、RNA的结构后，为了让学生更好地掌握DNA、RNA的化学结构和空间结构，更重要的是为了培养学生的创新思维，逐步引导学生制作了DNA模型的制作，完成了课题3：对DNA分子模型的制作的研究。在这个课题研究中，如何将一个个基本单位核苷酸连接成一条长链？一个小组的兩个人又如何将各自的一条DNA单链，合作拼成双DNA？没有精诚合作完不成，没有创新思维更完不成，但最后的学生作品令人惊叹，他们不仅合作拼出了DNA的平面结构也制作并呈现了DNA的双螺旋空间结构模型。

4.通过该项改革真正达到了让教师将成为学生学习的促进者、组织者、指导者，而学生成为了学习的真正主体。实现了学生像科学家一样发现问题、做出假设、探究问题、得出结论的科学素养，培养了学生的动手能力、试验能力、分析问题和解决问题的能力。

5.将书本上的验证性实验改成探究性实验，达到了让学生围绕课题主动探究主动发现的目的。学生观察现象、提出问题、作出假设、设计实验并验证假设、得出结论等，在能力培养和科学素养训练以及探索创造性思维培养等都达到了较好效果。例如，在学生完成“课题1：实验探究DNA和RNA在细胞中的分布”先通过提出问题引导学生提出假设，假设非唯一，学生的假设多种多样，其中有的是DNA和RNA都分布在细胞核中，有的假设是DNA和RNA都在细胞质中，有的是DNA在细胞核中，RNA在细胞质中，有的提出相反假设，其假设是DNA在细胞质中，RNA在细胞核中。然后请学生设计实验探究自己假设的正确性与否，通过实验结果得出结论：DNA主要在细胞核中，RNA主要在细胞质中。这比教师的讲述或者单纯的验证性实验要深刻的多。

6.将知识点转化成探究课题是适应新时代要求下的课堂教学改革，她填补了学校小班化教学改革的一项空白。

三、几点思考

1.现代化实验设备为学生研究性学习提供了硬件保障，促进了学生学习方式发生改变，也为教师的研究性教学提供了物质保障，因此教师的教育观念和教学行为也要发生改变。在将知识点转化成探究性课题的学习过程中，教师要成为学生学习的促进者、组织者、指导者，而学生成为了学习的真正主体。就要求教师不断地吸纳新知识，更新自身的知识结构，提高自身的综合素质，逐步建立新型的师生关系。

2.开展探究性实验课题对教师提出了更高的要求，它要求教师有较强的组织能力，有较好的随机应变能力，有较广博的知识，否则，在学生发散的思维面前很难应对自如。同时也要求教师具有指导学生科研的能力和手段。

3.在高中阶段开展研究性教学，将课本知识点转化成探究性课题，有时一节课的时间完不成，如果能两节课连堂上课更好，但是学校的课表安排是不连堂的。还有探究性课题有时存在费时太多的问题，而现在的教师和学生被框得很死，因此在目前的教学中教师必须根据实际情况尽可能多的在课堂时间内实施完成。

通过“将课本知识点转化成研究课题”的一种研究性学习方式的改革，为学生开发了更多展现自我以及实验观察发现的机会和主动探究知识的能力，同时鼓励了学生大胆表达自己的思想，帮助学生形成科学实验的思维习惯；锻炼了学生动手能力，让学生真正体验知识的获得过程，达到了对教材知识的理解和深刻掌握。