“問題串”在生物課堂教學中的應用

國務院于2001年6月頒發(fā)《基礎教育課程改革綱要（試行）》后，新課程改革給人以耳目一新的感覺，最顯著的變化是把學生的發(fā)展和引導學生學會學習作為根本理念，生物教學也順應時代發(fā)展的趨勢，以培養(yǎng)學生的觀察和實驗能力、科學思維能力、分析問題和解決問題的能力為主要目標。而筆者認為在生物課堂教學中采用“問題串”的形式培養(yǎng)學生正確的思維品質(zhì)與科學探究精神是理想選擇之一。下面筆者以《細胞的分化》教學為例闡述“問題串”在生物課堂教學中的應用。

一、教材分析

《細胞的分化》是人教版生物必修1《分子與細胞》的第6章第2節(jié)的內(nèi)容。在學習該節(jié)內(nèi)容前，學生已經(jīng)知道由受精卵這一單細胞經(jīng)過細胞的分裂分化發(fā)育成多細胞生物體，這為本節(jié)內(nèi)容的學習作了鋪墊，同時細胞分化又為必修2中性狀表達的學習打下基礎。本節(jié)知識與植物的組織培養(yǎng)、動物的克隆技術、骨髓的移植等社會熱點問題緊密聯(lián)系在一起，因此培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際、知識遷移應用能力是學好本節(jié)內(nèi)容的基礎。筆者通過3個探討活動讓學生小組合作討論探究完成從生物現(xiàn)象到內(nèi)在本質(zhì)的學習。

二、教學目標

知識與技能目標：描述細胞分化的過程及原因；說出細胞全能性的概念；列舉細胞全能性的實例；解釋細胞具有全能性的原因。

過程與方法目標：探究細胞分化的特點、細胞全能性的原因，培養(yǎng)學生的科學探究方法；列舉細胞全能性在生產(chǎn)實踐中的應用實例，培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際，知識遷移應用能力；搜集干細胞的研究進展與人類的關系，學會運用和交流信息。采用問題串探究，以教師提供討論素材，組織引導學生討論活動，最后由師生共同總結(jié)得出結(jié)論的形式進行。

情感態(tài)度與價值觀目標：引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人類健康問題，激發(fā)社會責任感和使命感，激發(fā)學生關愛生命的美好情感。

三、教學重、難點

重點：細胞分化的概念和意義；細胞全能性的概念。

難點：細胞分化的概念；細胞全能性的概念及實例。

四、教學過程

（一）創(chuàng)設情景，導入新課

播放一段2009年南開大學的女大學生阿依努爾（哈薩克族）患上白血病后，社會許多愛心人士給予了很大的關心與幫助，并積極捐獻造血干細胞的視頻。教師提問：我們經(jīng)常在媒體上看到為白血病患者獻愛心，捐款、捐骨髓的報道，為什么給患者捐獻的是骨髓，而不是血液？為什么骨髓移植可以治療白血病呢？學生回顧初中所學的血液的知識，根據(jù)已有的社會經(jīng)驗知道血液不能產(chǎn)生血細胞，骨髓內(nèi)由干細胞產(chǎn)生血細胞。教師借助大屏幕演示“人體的血細胞”，并說明形態(tài)多樣、功能各異的血細胞來自同一種細胞，即骨髓中的造血干細胞。由造血干細胞轉(zhuǎn)化為形態(tài)多樣、功能各異的血細胞就是細胞的分化。

設計意圖：考查學生從社會生活中獲取信息的能力；通過觀看視頻激發(fā)學生的學習興趣；初步了解干細胞的作用。

（二）新知探究，自主學習

探究活動一：提供人體生長發(fā)育過程示意圖并提問人體生長發(fā)育的起點是什么？在個體發(fā)育的過程中，細胞通過什么活動增加細胞的數(shù)量？通過什么活動增加細胞的種類？

提供資料（1）受精卵分裂至4細胞期，胚胎細胞即已經(jīng)具有差異性，并且這些差異依賴于胚胎第一次分裂的方向和順序。哺乳動物胚胎分化事件出現(xiàn)的要比我們所預期的還要早，實際上分化貫穿于整個生命進程中。提問：資料（1）體現(xiàn)細胞分化的什么特點？

資料（2）黑色素細胞在體外培養(yǎng)30多代后仍能合成黑色素；離體培養(yǎng)的上皮細胞，始終保持為上皮細胞，而不會變成其他類型的細胞。造血干細胞→原紅細胞→早幼紅細胞→中幼紅細胞→晚幼紅細胞→成熟紅細胞→死亡。提問：資料（2）體現(xiàn)細胞分化的什么特點？

提供資料：

因為學生尚未學習基因的表達，所以在此處先給學生提示：基因是遺傳信息的基本單位，能控制蛋白質(zhì)的合成，由合成的蛋白質(zhì)體現(xiàn)生命活動。提問：你認為細胞出現(xiàn)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的原因是什么？細胞分化這種生命活動的存在有什么意義呢？

學生針對上述3個探究題，可以查找教材，可以小組合作討論，同時教師走下講臺給予一定的指導。

學生通過合作探究可以得出：由一個或一種細胞增殖產(chǎn)生的后代，在形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能上發(fā)生穩(wěn)定性差異的過程，即為細胞的分化。細胞的分化具有持久性、穩(wěn)定性、不可逆性。細胞出現(xiàn)形態(tài)、結(jié)構(gòu)、功能不同的原因是在個體發(fā)育過程中，不同的細胞中遺傳信息的執(zhí)行情況不同，合成的蛋白質(zhì)不同，細胞表現(xiàn)出的功能就不一樣。教師可以做相應的補充：細胞分化的本質(zhì)就是細胞中基因選擇性的表達，基因的表達將在必修2《遺傳與進化》中學到，這里不做詳細闡述。細胞分化可以使細胞專門化，提高生理功能效率，是個體發(fā)育的基礎。

設計意圖：利用問題串使學生明確學習任務，主動地參與到學習過程當中；通過分組討論探究的活動過程提高學生的材料分析能力，科學探究能力。

過渡：通過同學們的探討，可以知道細胞分化是基因選擇性表達的結(jié)果。那么，高度分化的細胞，能否像早期胚胎那樣，再分化成其他細胞呢？

探究活動二：利用多媒體展示美國科學家組織培養(yǎng)形成胡蘿卜植株的實驗，分組討論相應的問題：（1）植物組織培養(yǎng)的初始細胞是高度分化的細胞嗎？（2）組織培養(yǎng)需要哪些條件？（3）由胡蘿卜的韌皮部細胞培養(yǎng)成完整的胡蘿卜植株體現(xiàn)出植物細胞的什么特性？這個特性之所以能夠表現(xiàn)的根本原因是什么？（4）你覺得細胞全能性的原理可以應用到哪些生產(chǎn)生活實際中呢？

上述4個探究題中，其中大部分可以通過查找教材完成。根據(jù)學生原有的知識基礎可以知道，遺傳物質(zhì)控制生物體生長發(fā)育。教師重點指導點撥細胞具有全能性的根本原因是細胞內(nèi)含有該生物生長發(fā)育需要的全套的遺傳物質(zhì)。細胞全能性的原理可以播放植物組織培養(yǎng)過程及組織培養(yǎng)技術在生產(chǎn)生活實際中應用的視頻，讓學生對組織培養(yǎng)有直觀的了解。

過渡：植物細胞能表現(xiàn)出全能性，動物細胞是否也能表現(xiàn)出全能性呢？

投影克隆羊多利培育試驗，組織學生觀察討論得出高度分化的動物細胞的細胞核有全能性。但是到目前為止，人們還沒有成功將單個已分化的動物體細胞培養(yǎng)成新的個體。引導學生得出：植物細胞全能性比動物細胞全能性大。

設計意圖：培養(yǎng)學生的觀察、分析、自主分析教材的能力，加深對細胞全能性的理解。

探究活動三：交流部分同學課前搜集的有關干細胞研究進展與人類健康的資料，可以知道健骨髓中的造血干細胞可以分裂分化出新的血細胞補充到血液中。教育學生對白血病患者給予一定的關心，在身體允許的條件下，積極捐獻造血干細胞捐獻骨髓，為白血病患者撐起一片蔚藍的天空。

設計意圖：通過交流部分同學課前搜集的有關干細胞研究進展與人類健康的資料，引導學生關注當今世界面臨的重大社會問題和人體健康問題，激發(fā)學生強烈的社會責任感，激發(fā)學生關愛生命。

五、教后反思

在新課的導入中利用視頻材料及新穎的問題激發(fā)學生的學習興趣；以精心設計帶有思辨性的問題串和帶有開放性的話題激發(fā)學生的思維火花，并貫穿整個教學過程，培養(yǎng)了學生思維探究能力；利用小組合作探究的方式培養(yǎng)學生合作交流、語言表達能力，整節(jié)課體現(xiàn)了課堂的開放性、探究性、生成性，使教學進一步優(yōu)化和高效。

（作者單位：江蘇省海門中學）