基于问题导学模式的高中生物教学——以“DNA分子的结构”一课的教学为例

刘美爱

（福建省宁德市民族中学，福建宁德 355000）

引言

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》提出：组织以探究为特点的主动学习是落实核心素养的关键[1]。有目的、有步骤的自主学习活动主要包括观察、描述、提出问题并解决问题，从各种渠道查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释，并能与他人进行合作和交流等。“问题导学”课堂教学模式正是以问题学习为中心，以发现问题、生成问题、解决问题为主线，以师生围绕问题共同开展自主、合作、探究学习为主要学习方式的一种高效课堂的教学模式。问题导学将问题当作教学过程中的核心驱动因素，能够最大限度地调动学生学习的主动性，对学生自主学习能力的提升及科学思维的培养具有十分重要的意义。本文以“DNA 分子的结构”一课的教学为例，探讨了依托问题导学进行模型构建的策略。

一、设疑激趣，导入新课

心理学研究表明，人们对事物的印象是先入为主的。首次的认知环节对后继的学习具有重要作用，因此导入得越精彩，就越能吸引学生的注意力。当导入新课时，教师应尽量结合生活中的实例和当前社会关注的热点问题，创设具体化、形象化的问题，以激发学生求知的内驱力和探索热情。例如，在“DNA 分子结构”的教学设计中，教师利用当前时事热点新闻——基因编辑事件导入新课，并向学生提出问题：基因有什么功能？在学生作答的基础上，教师补充介绍基因是有遗传效应的DNA 片段，继而引导学生思考DNA 分子结构是怎样的。

此环节以学生熟知的时事热点为实例，让学生带着问题剖析基因能够控制性状必与其特定结构有关，能有效地落实生物学核心素养中的“结构与功能观”。学生在寻求解决问题的过程中，由被动接受变为主动探究学习，从而真正成为概念的主动建构者。

二、问题引导，分步构建

教学的过程就是引导学生运用高级思维活动来解决问题的过程，即让学生“通过问题解决来学习”。这就要求教学问题的设置符合学生的知识基础、能力水平。教师应通过连续设问，引导学生不断地进行思考，并加工和转换各种信息和观念，通过新、旧知识经验的相互作用完成对新知识的建构。

（一）构建一个脱氧核苷酸

在“DNA 分子的结构”模型构建中，教师通过如下问题引导学生：脱氧核苷酸是由三个小分子构成，它们是如何连接的？然后让学生以小组合作的方式进行模型建构，从所给材料中自主选择所需要的材料，构建一个脱氧核苷酸。之后教师进一步提问：脱氧核苷酸中五碳糖的碳原子的排布情况如何？学生对此产生了疑问，积极地回顾与思考，同时教师及时进行点拨释疑。

（二）构建一条脱氧核苷酸链

首先，教师引导学生阅读资料“DNA 分子是以4 种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链”，并提出问题：怎样将多个脱氧核苷酸连接成一条链？是这个脱氧核苷酸的碱基与下一个碱基相连，还是把磷酸基团连接，抑或是连接脱氧核糖？学生根据上一环节中脱氧核糖所连接的基团情况进行猜想并提出各自的观点，之后教师组织学生分组验证猜想。

其次，在模型构建的基础上，教师让学生回忆有机化学知识：磷酸基团与羟基发生酯化反应，脱水连接成键。教师出示化学图解，磷酸二酯键实际上是磷酸基团与两个酯键的整体。之后师生讨论新问题：双链DNA 是如何构建的？

（三）构建DNA 双链

教师依序展示DNA 晶体的X 射线衍射照片及化学家欧文·查伽富的发现，以信息引导学生展开思考：推测碱基在DNA中的位置；四种碱基的数量关系及其在DNA上如何排布。学生通过辩论分析，得出结论。以此为基础，教师进一步提问并引导学生完成DNA 双链平面模型的建构。

本环节运用了模型与建模的方法，在提升学生兴趣的同时，系统地培养了其科学思维能力。教师通过问题串，引导学生讨论探索DNA 双螺旋结构的构建过程，总结科学史中包含的科学方法、科学思想和科学精神，启迪学生要善于利用研究人员的研究成果和新技术所带来的研究突破，以此培养分析、解决问题的能力，从而实现对概念的主动构建。

三、课堂生成，剖析问题

课堂是动态的场所，学生应是真正的学习主体。课堂生成，是学生借助语言表达的思维活动、传递的情感态度与价值观。在以生为本的思想引领下，教师可适当地对教材进行补充、延伸和重组，使教材更开放，从而给学生留下足够的时间和空间。本环节中，教师创设指向明确的问题情境，分析学生活动中生成的问题，有助于学生对该内容的深度理解。

例如，在构建一条脱氧核苷酸链时，课件只显示部分脱氧核苷酸，其他以“……”表示。在学生连接了部分结构后，教师适时指引连接得是否正确，然后师生共同完成模型修正。在进行这个环节中，教师即时创设深度思考问题：图中存在几个磷酸二酯键？磷酸二酯键的断裂方式有哪些？进而让学生理解DNA 初步水解与彻底水解概念的区别，深化课堂生成，使教学内容更丰富。

四、拓展问题，活化知识

生物课堂的延伸思考在教学中占据着举足轻重的地位，能够增加学生思维的深度、拓展学生思维的广度。

例如，在构建DNA 分子结构后，教师引导学生继续开展小组活动：构建单链中只含有2 个脱氧核苷酸的DNA 片段。之后，教师设计问题串引导学生延伸思考：比较不同组的DNA 片段有什么不同？以上的排列方式有多少种？假设有n个碱基对，可能的排列方式有多少种？比较不同组的DNA片段有什么相同？

在此种教学模式下，学生们都很重视自己DNA 建模的成果，充分发挥了小组间的竞争意识与合作意识，在回答及修正问题的过程中，激发了学生更广阔的思维空间。

五、以导促学，教学相长

本课是在学生初步认识DNA 结构的基础上展开的。教师筛选、展示部分科学家的研究成果，设计建模实验让学生逐步探究。学生在认知脱氧核苷酸后，尝试构建单链，进而构建平面双链和立体空间结构，完成了DNA 分子结构特点到特性的推理归纳的过程。模型建构与问题导学相结合的教学方式，不仅能提高学生的课堂参与度，还能加深学生对DNA 分子结构的深化理解。受限于教学时间，在本次课堂上只构建了DNA 平面结构，教师还可安排课后延伸构建DNA 分子结构模型竞赛活动。本节课上，教师创设问题情境，使学生产生积极、有效的解答行为，让学生在平等、开放的交流中“无疑处生疑”，进而产生积极的认知共鸣，实现了教学相长。

结语

综上所述，问题导学是提高学生思维水平、提升课堂教学效率的有效方式。在实际教学中，教师应结合学生认知水平和教材内容创设问题情境，引领学生自主探寻相关知识，激发学生参与课堂教学活动的积极性，进而不断提升学生的学习效率。