问题式主线的“DNA复制”教学设计

唐小萍

[摘要] 生物学概念零散、复杂，课堂教学中需要一条逻辑完整的主线进行知识体系的架构与学科思维的深入。通过问题式主线以任务驱动学生有效学习，并以“DNA复制”一节课教学为例，构建了以情境性问题培植探究兴趣、以科学史问题厚植理性思维和以发现式问题定植合作思考的教学方略。

[关键词] 问题式主线;科学思维;教学情境;半保留复制

教师的责任不仅在教，更在引导学生如何学。学科教学应该关注的是如何引导学生学习知识，而不是教会学生什么知识。生物学概念的庞杂、零散，使得学生在建构知识体系的过程中往往无所适从。与此同时，问题链（或称问题驱动）的教学方式则以问题为主要线索，通过难度合理、拾级而上的问题，促进了学生的概念理解、知识建构与思维进阶，并在一定程度上帮助教师以合理预设促进学生的知识生成，提高了教学效率。[1]因而，研究者以“DNA的复制”一节课教学为例，完成了高中生物“以情境性问题培植学生的探究兴趣、以科学史问题厚植学生的理性思维和以发现式问题定植合作思考”的教学设计。

一、以情境性问题培植探究兴趣

教学过程：创设问题情境，即新闻报道中发布的白银连环杀人案和警察的破案过程。在整个情境中将“警察的破案过程中采用到的PCR技术”作为先行组织者材料，并向学生解释PCR是聚合酶链式反应，利用该项技术可完成DNA分子的体外复制过程。之后，让学生根据之前学習的DNA分子是生物体主要的遗传物质，询问学生DNA复制对生物体的意义什么。与此同时，通过结构与功能观引导学生明确DNA复制确保了遗传信息能够顺利地从亲代传给子代，从而保持了遗传信息传递的连续性。紧接着，询问学生：“生物体内的DNA分子是如何复制的，又怎样确保信息传递的保真性呢？”

[设计意图]教学中情境问题的设置联结学生的感性思维。由现实生活的真实情境激发学生的好奇心，帮助学生全身心投入学习。同时，该教学过程中采用的情境问题在一定程度上帮助学生明确了生物技术在生产生活中的重要作用，更对学生渗透了生物学科技应用的思想。除此之外，该教学过程并没有直接切入教学问题，而是先衔接已知内容，引导学生了解DNA体内复制这一生命基本活动的生物学意义，再进一步渗透“结构与功能观”的生命观念核心素养。

二、以科学史问题厚植理性思维

教学过程：首先，呈现一段科学史的先行组织者材料，即1958年科学家利用同位素示踪技术来探究大肠杆菌的DNA复制方式。然后，围绕实验的过程让学生思考以下问题：（1）最初关于DNA分子复制方式的三个推测分别是什么？（2）本实验的材料是什么？（3）如

何区分亲代和子代的DNA分子？接着，展示第二段科学史材料，即教材中科学家使用同位素示踪技术的检测结果，让学生思考呈现在PPT上的问题。

[设计意图]以科学史的三个问题初步引导学生思考，让其对DNA分子的复制方式、实验材料和检测技术概念，以及各种子概念有整体的认知。紧接着，让学生通过对科学史实验结果进行分析、归纳与比较，培养其科学思维。该过程既层层深入、条分缕析地引导学生体验推理式论证过程，又通过科学史的结果分析帮助学生“像科学家一样思考”，让他们领略科学假设、实验论证与科学精神等理论的特性。

三、以发现式问题定植合作思考

教学过程：让学生回顾DNA分子复制的意义，即DNA分子通过半保留复制实现遗传物质传递的保真性，提问DNA半保留复制是如何进行的，由此导入DNA分子的复制过程。随后，让学生自行阅读教科书的内容，完成以下问题：（1）DNA分子复制发生在什么时间？场所在哪里？（2）让学生分小组在黑板上画出某段DNA分子复制的过程，用不同颜色的笔区分子链和母链。完成这些需要哪些条件？（3）DNA

分子复制的保真性是如何体现的？最后，为了使情境教学有始有终，回归之前的情境问题案例，设计了又一个问题——如果在犯罪现场只找到凶手的一滴血迹，请你结合DNA的复制过程，简要谈谈如何快速得到凶手的DNA片段。

[设计意图]布鲁纳认为“发现学习是最好的学习，发现教学是最好的教学”。发现式教学让课堂教学不再是教师个人的独角戏，因为学生的知识是主动发现获取的过程，而不是被动、填鸭式的。[2]教学过程中的第一个大问题里面的两个小问题目的明确，是以任务驱动学生自主学习，主动阅读教科书并从中获取生物学基本概念，增进学生对DNA复制过程的理解。而第二大问题是发现问题，首先借助黑板绘画的可视化，然后让学生围绕着“DNA分子的复制过程和条件”进行合作探究和发现学习，让学生展示DNA复制的模型建构过程。这里的绘画让学生以不同颜色区分母链和子链，并进行组间评价反思，整体暴露学生的思维，再次体现生命体的结构与功能相适应的基本观念。通过这一过程，引导学生思考并自主回答第三个问题，即DNA分子复制的保真方式。最后的教学过程则回归之前的教学情境，并让学生在合作思考中科学读写，把已学的知识和生活联系起来，体现了科学本质的生产应用之维。[3]

四、教学反思

好的教学课堂需要一条逻辑清晰的线索，线索的有效铺展带动的不仅是概念体系的有效建构，更达成了学生认知内容的同化与顺应。而问题犹如教学的支架，既驱动了学生的主动性、批判性与实践性知识，又帮助学生在层层递进的互动中实现逐步进阶。实则，将不同类型的问题熔炼于主要线索中，就能够将以上二者的优势巧妙结合起来。

总之，问题的设计既要具备严谨性和逻辑性，紧紧扣住所学知识，充分调动学生的求知欲;又要具备极强的实践驱动性和意义性。教学中，很多问题均围绕实验的结果进行提问，每个问题又细分出几个逻辑性很强的小问题，通过层层深入、递进式的提问就能够激发学生的求知欲，引导他们主动发现并获取知识。

[参考文献]

[1]何嘉媛，刘恩山.论证探究式教学模型及其在理科教学中的应用[J].生物学通报，2012，47（10）：27-31.

[2]孙怀宽.中学生物“任性”教学的问题和综合改进[J].中学生物教学，2015（13）：12-14.

[3]朱俊，丁奕然.指向科学本质大概念的中学生物学教学策略分析[J].生物学教学，2019，44（10）：8-10.