“问题引导”在高中生物教学中的应用

李斌

高中生物教学由于涉及很多抽象的概念、微观的生物结构及复杂的生理过程而使学生的学习相对困难，很多学生对生物学习失去信心。教师通过“问题引导”这种形式能有效降低高中生物教学的难度，提高生物课堂教学的质量。笔者对“问题引导”在高中生物课堂教学中的应用进行了探索和尝试。

一、“问题引导”概述

什么是“问题引导”？“问题引导”以教学知识点为依据，依托学生的认知，利用教学素材设问，结合教学问题案例引导并组织学生一起分析、探讨、解决。教师在应用“问题引导”时应该注意以下几个问题。

第一，以问题为中心。生物教学过程应围绕问题展开，通过师生、生生相互间的分析、讨论等形式最终实现问题的解决。教师在设计问题时，必须以教学知识点为出发点，充分挖掘书本及周围相关的教学素材进行科学设计。问题的设计应符合学生认知发展水平。符合学生认知发展水平的问题也能有效激发学生学习的兴趣和主动性。

第二，以学生为主体。建构主义认为学习应该是主动的、情境性的、合作的、意义建构的创造性过程。学习的主体是学生，“问题引导”的对象也是学生。因此，“问题引导”在使用过程中应以学生为主体。

第三，以引导为手段。教师作为问题的引导者，不仅要设计出学生感兴趣的、有价值的问题，还应该创设有意义的问题情境。在问题情境中，在问题驱动下，学生易积极主动投入到学习讨论中，最终实现对知识的意义建构。“问题引导”应该贯穿在整个教学过程中，应该是一个连续的过程。在“问题引导”中，教师引导不仅仅呈现了教师在传统教学中的传授者角色，也充分体现出教师是教学的组织者、指导者、帮助者、促进者角色。

二、“问题引导”在“基因突变”概念中的应用

以“基因突变”概念为例，绝大多数教师重点围绕“镰刀型细胞贫血症”展开，最终引出基因突变的概念。教师引导学生比较人体正常红细胞和镰刀型细胞的不同点，并以问题串的形式引导学生逐一分析讨论。通过学习，学生确实对镰刀型细胞贫血症的成因有了深入的理解，也认识到基因突变的概念。但笔者发现学生对基因突变的概念、基因突变的结果没有深入理解，甚至跟染色体的结构变异—缺失相混淆。

在学习“基因突变”概念之前，学生已经学习了“基因是有遗传效应的DNA片段”“基因的表达”及“基因对性状的控制”。在此基础上，笔者结合学生的认知水平，利用“问题引导”对“基因突变”进行尝试教学。

教师提出：什么是基因？学生答：基因是有遗传效应的DNA片段。

教师板书绘图如右图：

以基因A为例，强调“基因突变”变的是基因中的“碱基对”及三种变换方式。教师设置如下问题，以小组讨论的形式展开：

（1）DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，就是基因突变吗？

（2）基因突变是否导致基因的数目、位置发生改变？

第（1）问：学生通过观察和探讨发现只有发生在基因中的碱基对替换、增添和缺失才会导致基因结构的改变，才是基因突变。DNA上的碱基对并不都在基因中，所以DNA分子中碱基对的替换、增添和缺失并不一定是基因突变。

第（2）问：学生通过观察，发现基因突变变的只是基因中的碱基对，基因的数目和位置并未改变。

学生通过上述问题的探讨，对基因与DNA的关系及基因突变的概念有了更加深入的理解。

师：既然基因突变后基因的数目和位置并未改变，那基因突变的结果是产生新基因还是新的等位基因？（面对该问题，学生产生了不同的想法。教师要求学生先猜一个试试）

师：基因是什么？在哪里？

生：基因是具有遗传效应的DNA片段，在DNA上。

师：DNA又存在于哪里？

生1：DNA主要分布于细胞核的染色体上，还有线粒体和叶绿体中。

生2：原核细胞的拟核和质粒化学本质也是DNA。

生3：基因可以存在于病毒中，例如噬菌体的DNA上也存在基因。

師：等位基因在哪里？

生：在同源染色体相同位置。

教师引导学生，根据刚才那些问题继续讨论基因突变的结果。

经学生讨论发现，不同生物由于DNA分布不同，基因组成也不同。病毒、原核细胞、线粒体和叶绿体中的基因一般单个存在，不存在等位基因。因此，基因突变不能产生等位基因，只能产生新基因。真核生物染色体上的基因，基因突变能产生相应的等位基因，也是新基因。

三、“问题引导”在“基因工程”中的应用

基因工程是江苏高考考查的重点，也是学生学习的难点和易错点。有关基因表达载体的构建既涉及切割问题，也涉及连接问题。绝大多数教师都会重点讲解该部分，但学生答题情况并不是很好。如何突破该难点？笔者也利用“问题引导”进行了相关尝试。

笔者首先绘制原核基因结构和真核基因结构示意图，为学生学习基因的结构创设问题情境，也为基因表达载体的构建作铺垫。示意图如下：

问题（1）：原核基因与真核基因在结构上有何异同点？

学生通过比较发现：原核基因与真核基因都具有非编码区和编码区，在编码区上下游分别具有启动子和终止子；原核基因编码区连续不间断，而真核基因编码区有外显子与内含子且间隔排列。

学生虽然发现了相同点与不同点，但对启动子、终止子、编码区、外显子及内含子等相关概念及功能等不太了解。据此，教师对相关知识点进行补充，并强调启动子、终止子与编码区之间的关系。

问题（2）：将上述基因结构图与基因表达载体模式图（如右图）进行比较，它们有什么相同之处？

生：都有启动子与终止子。

问题（3）：基因表达载体中插入基因（目的基因）相当于上述基因结构中的哪个部分？

生：目的基因相当于编码区部位。

教师PPT展示例题：

下面是将乙肝病毒控制合成病毒表面主蛋白基因HBsAg导入巴斯德毕赤酵母菌生产乙肝疫苗的过程及有关资料，请分析回答下列问题。

资料1：巴斯德毕赤酵母菌是一种甲基营养型酵母菌，能将甲醇作为其唯一碳源，此时AOX1基因受到诱导而表达[5'AOX1和3'AOX1（TT）分别是基因AOX1的启动子和终止子]。

资料2：巴斯德毕赤酵母菌体内无天然质粒，所以科学家改造出了图1所示的pPIC9K质粒用作载体，其与目的基因形成的重组质粒经酶切后可以与酵母菌染色体发生同源重组，可以将目的基因整合于染色体中以实现表达。

（1）如果要将HBsAg基因和pPIC9K质粒重组，应该在HBsAg基因两侧的A和B位置接上两种限制酶识别序列，这样设计的优点是避免质粒和目的基因自身环化。

（2）步骤3中应选用限制酶来切割重组质粒获得重组DNA，然后将其导入巴斯德毕赤酵母菌细胞。

第（1）小题：学生由于有了上述基因结构与表达载体之间的比较，很容易发现HBsAg基因应该插入5'AOX1（启动子）和3'AOX1（TT）（终止子）之间，且不能破坏5'AOX1和3'AOX1（TT）。在5'AOX1和3'AOX1（TT）之间存在SnaB Ⅰ和Avr Ⅱ酶切位点，因此在HBsAg基因两侧的A和B位置接上SnaB Ⅰ和Avr Ⅱ两种限制酶识别序列。

第（2）小题：根据资料3确保重组DNA[5'AOX1、3'AOX1（TT）及插入的HBsAg基因]的完整性，只能从重组DNA以外的重组质粒区域进行切割。根据限制酶及重组质粒上的相关切点，很容易发现应选用Bgl Ⅱ限制酶进行切割。

利用“问题引导”在高中生物教学中进行了多次不同课题的尝试发现：“问题引导”的使用能有效激发学生的主观能动性、课堂的参与度；“问题引导”的使用确实提高了课堂的学习效率及生物教学的质量。因此，在今后的生物教学中，笔者将进一步运用并对其进行改进与创新，以促进教学效果的进一步提高。