生物教學中落實重要“過程”的實踐研究

摘要 從教學實踐出發，對生物學過程進行分析，探討生物學過程的條件和科學思維、原理、方法等方面的相應教學策略。

關鍵詞 生物學科 過程構建 過程思維 過程意識

中圖分類號 G633.91

文獻標識碼 B

文件編號：1003—7586(2011)02—0017—02

高中生物教材中有關“過程”有：分子水平物質變化過程、細胞水平代謝過程、動植物個體水平調節過程、種群水平進化過程、生態系統水平的物質流、能量流、信息流過程等內容。這些重要過程包涵著生物學的核心知識、科學思維與研究方法，因此，在教學中有極大的價值。

1 在生物學中“過程”的教學意義

1.1從“過程”角度審視知識

高中生物新課標指出，生物科學作為眾多生物學事實和理論組成的知識體系，是人們不斷探索的過程中逐步發展起來的，也就是說，整個生物學歷史就是一部探究的歷史。生物學家的探究過程是學生模仿探究性學習方式的一種最好材料。

1.2“過程”本身的意義

有學者認為“過程就是整體地描述事物的所有性質。一個事物具有哪些性質，必須通過過程才能完整表現出來”。生物學教學要求要理解過程的現實存在和學習意義，如“植物生長素的發現”一節內容更重視“過程”，教材用很大的篇幅強化了這一部分，旨在讓學生感受生物學家對某一問題的發現是有過程的。

1.3實驗中的“過程”

實驗中的“實驗步驟”本身就是一種過程，體現了學生思維認知和建構的過程。

1.4應用需要“過程”

生物學原理的應用往往體現在具體的過程中。

2 教學中落實重要“過程”的實踐研究

生物學科的過程是指引學生思維的過程，是學生認知建構的過程。筆者對“過程”的教學主要采用流程圖的形式，對不同的過程采用不同的教學策略。

2.1“過程”的構建

2.1.1教材上的“顯性過程”

教材中關于生物學的概念、原理、規律等，實際上是交代了具體的“過程”(表1)。

教學策略：感受“過程性”，過程的分類分析如下：

教學案例1 DNA復制、轉錄、翻譯(分子水平)呈現形式：課本示意圖、多媒體動畫、改進圖(與細胞核、核糖體等結構結合)。

展開內容：發生的時期、場所、條件(能量、ATP等)、原料、產物。

研究方法：同位標記素法(用¹⁵N標記DNA分子、尿嘧啶核糖核苷酸、³H標記氨基酸)。

科學思維：揭示遺傳物質的DNA分子復制、傳遞和表達機制——中心法則。

2.1.2豐富“顯性過程”

(1)教學策略一：完善教材上的流程圖。

教學中師生需要共同追問和完善“過程”的流程圖，深化記憶和掌握，訓練圖文轉換能力。

“血糖的激素調節示意”(圖1)是把神經調節的過程合并在此圖上(黑色直線為添加的曲線)。

(2)教學策略二：質疑過程。

知識構建的過程會生成新的問題，教師應及時捕捉學生的思維動向，使課程目標成為學生發展的內在要求。

教學案例2 基因工程操作過程

教材呈現形式：課本示意圖(利用大腸桿菌合成人的胰島素)。

問題：大腸桿菌是原核生物，只有核糖體無內質網和高爾基體等復雜的膜系統，如何加工人的胰島素?

解決辦法：查閱資料。

問題答案：把人胰島素A、B鏈的人工合成基因分別形成重組質粒，導人到菌體內，工程菌產生人胰島素A、B鏈，然后體外通過人工將二硫鍵連接成具有活性的人胰島素。現在多采用酵母菌、哺乳動物等真核細胞作為受體細胞了。

2.1.3暴露“隱性過程”

如人教版必修2教材關于受精作用的描述“未受精時，卵細胞好像睡著了，細胞呼吸和物質合成進行得比較緩慢。受精過程使卵細胞變得十分活躍”。多數學生認為：先減數分裂形成精子和卵細胞，再受精作用。而根據人教版選修教材，受精作用涉及三個過程：頂體反應、透明帶反應和卵黃封閉作用。科學的過程實際是：次級卵母細胞參與受精作用，而且若不受精減數分裂就停滯在次級卵母細胞時期，超過一定時間還沒有受精，次級卵母細胞會死亡。所以，減數分裂過程中發生受精作用。

教學策略：教師要講授清楚，做到“到位不越位”。

2.2“過程”中思維能力

靜態的概念、原理、規律，只有回到具體“過程”和產生時的狀態才能賦予它意義。因此，知識形成的過程，是一個觀察比較、分析綜合，取得經驗的過程，更是一個啟發思維的過程。

2.2.1分析“過程”發生的條件

充分分析“過程”發生的條件是認識“過程”的關鍵。

如光合作用教學中，有學生質疑：既然暗反應不需要光，暗反應能不能在無光條件下單獨進行?師生分析暗反應過程的發生的物質條件是需要[H]和ATP等物質的，這些物質條件是光反應的產物，學生在思考中構建了知識。事實證明，學生在這個建構過程中知識的掌握也更有效。

2.2.2領悟“過程”中的原理

“過程”中的原理體現了對復雜“過程”思路的整體理解，是教學中值得討論的問題。如人教版選修3各個現代科技過程都體現出有關技術所依據的生物學原理。

2.2.3找出“過程”中的方法

學科的概念、原理體系只有和相應的探究過程和方法論結合起來，才能使學生的理智和整個精神世界獲得實質性的發展與提升。

生物教學中要注重科學方法的滲透。科學方教育包括三個層次：第一層次是科學中具體研究方法，如用染色法觀察細胞結構、用離心法分離細胞組分、用同位素示蹤法跟蹤元素或物質走向。第二層次是科學的一般研究方法，其基本階段有：問題、假設、驗證、結論，包括積累材料的方法(觀察法、實驗法、調查法等)、進行理論思維的方法(分析、概括、綜合、歸納、演繹、類比、模型等)以及數學方法等。第三層次是哲學方法，如唯物辯證法、系統方法、結構決定功能法等。

如，(1)同位素標記追蹤法：在光合作用過程中利用示蹤元素(¹⁸O、³H、¹⁴C)分析元素的來源去路；呼吸作用過程中¹⁸O₂的利用；含¹⁵N的DNA分子研究DNA復制方式；³²P、³⁵s標記的T₂噬菌體侵染細菌；³H標記的胸腺嘧啶脫氧核苷酸研究有絲分裂等。(2)假說——演繹法：基因分離定律和自由組合定律、基因在染色體上、DNA復制等。(3)熒光標記法：證明細胞膜的流動性、基因在染色體上的位置。(4)類比推理的法：薩頓提出基因位于染色體上。

生物教學中，教師應要求學生找出“過程”的方法，使學生在學習中能領悟到科學結論的得出需要用科學方法，這對培養學生的科學素養有積極意義。

2.2.4感悟“過程”中的情感、態度與價值觀

過程更能體現情感、態度與價值觀。

2.3“過程”意識的培養

杜威認為，傳統教學中重視結論的獲得，是重視作為思維結果的邏輯，關心“是什么”和“為什么”，如今需要強調“如何知道是什么”和“如何認識為什么”。因此，教學要求教師強調“過程”意識。

(1)教學策略一：有意識的訓練。

如學習了“甲狀腺激素的調節”后讓學生模擬寫出血糖的調節、體溫的調節、水鹽平衡的調節；復習“假說——演繹法”時，用教材中摩爾根的“紅眼雌果蠅和白眼雄果蠅雜交試驗”代替孟德爾的經典遺傳實驗等。

(2)教學策略二：引導學生進行有意義過程的構建。

如“胚胎工程”教學可以圍繞“早期胚胎”的獲得、分割、移植進行構建流程圖。