生物課堂教學中學生自主學習品質的培養

丁征

新課程倡導學生的自主學習，強調學習是一個主動建構知識、發展能力、形成正確的情感、態度與價值觀的過程。教師必須嘗試從學生的角度出發，立足課堂教學，探索自主學習品質的培養。

1立足學生認知水平，把教學目標轉化為學習目標

學習目標是課堂學習策略形成和發展的重要因素。教師在備課過程中確定的三維教學目標，對學生來講可能僅僅是一種強加在他們頭上的“外在物”，只有將其“內化”并轉化為自己的學習目標，學生的課堂學習才會在這種目標的指向下有效地進行。因此教師要依據課標，客觀分析教材，立足學生現有的認知水平，制定出具體化、可操作性的學習目標。

案例1“基因突變”的課標要求是：舉例說明基因突變的特征和原因。教師先把課標要求細化，確定教學目標：概述基因突變的概念；解釋基因突變的原因；舉例說明基因突變的特征。再轉化為學生的學習目標：①通過分析鐮刀形細胞貧血癥，找出發病原因，認識到堿基對的替換引起基因突變；②利用給定的DNA序列，模擬基因突變的三種方式，即堿基對的替換、增添、缺失，發現基因突變對生物體性狀的影響；③從癌癥的誘發因素推斷基因突變誘發的外因：物理因素、化學因素和生物因素；④理解人工誘變的原理，說出誘變在育種中的運用；⑤通過分析教材中列舉的各種實例，總結歸納出基因突變的特征；⑥認識到基因突變的結果，即引起基因結構的改變，產生新基因，可能使生物出現新的性狀；⑦理解基因突變對生物進化的意義。課堂教學過程中，學生通過情境學習在完成學習目標的基礎上，逐步內化教學目標，從而達到課標要求。

2組織信息素材，通過領悟、推理和分析獲取知識

學習實際是一個不斷處理信息、形成知識網絡解決問題的內化過程。高中生物教材中有大量的“積極思維”、“邊做邊學”、“知識海洋”、“拓展視野”等活動，旨在讓學生學會思考、質疑、創造。在此基礎上教師備課時充分收集的科學實驗與科研成果、生產生活實例、生物科學史等教學資源，都是學生學習的信息素材。教師根據學習要求適時提供給學生，引導學生進行提取、分析、整合，從而領悟、推理出結論性的知識。

案例2“生物膜系統”的教學時，在完成細胞亞顯微結構的學習后，提出問題：細胞能正常完成各項生命活動的前提條件是什么?學生根據剛學過的細胞器的知識做出各種回答：線粒體提供能量，細胞核提供遺傳信息，核糖體合成生命的體現者蛋白質等。這時教師不急于解答，而是拋出3個圖片素材：①細胞內“膜”的聯系圖解；②科學家對豚鼠胰腺腺泡細胞分泌物形成的研究過程；③分泌蛋白運輸到細胞外的過程示意圖。教師引導學生完成資料分析：有哪些結構參與了分泌蛋白合成和運輸過程?它們之間有什么關系?科學家是怎樣研究這個問題的?在資料分析過程中，學生直觀發現細胞器在結構上存在著聯系，內質網膜與細胞膜、核膜直接聯系；內質網膜、高爾基體膜、細胞膜之間通過囊泡發生間接聯系；又從系統的視角審視細胞器之間在功能上的協調配合，最終在建構生物膜系統概念的同時，認識到細胞是一個有機的統一整體，細胞只有保持完整性，才能正常地完成各項生命活動。

案例3“基因控制蛋白質的合成”的教學中，蛋白質的轉錄和翻譯過程是重點，而遺傳密碼的破譯則是理解“翻譯”過程的關鍵。教材中提供了尼倫貝格的實驗過程圖解，學生思考探究后能達成共識：用單核苷酸人工合成RNA，分多個實驗組，分別加入不同的氨基酸，即可破譯UUU這個密碼子。這時疑問自然產生：上述方法只能破譯AAA是賴氨酸的密碼子，CCC是脯氨酸的密碼子，GGG是甘氨酸的密碼子，即只能確定4種氨基酸的遺傳密碼，那么密碼子中肯定還有2種或3種堿基組合的情況，科學家又是如何破譯的呢?教師提供1個科學史素材：1966年科學家霍拉納發明了一種新的RNA合成方法，通過這種方法合成的RNA可以是2個、3個或4個堿基為單位的重復序列，例如將A、c兩種核苷酸縮合為ACACACACAC……長鏈，以它做人工信使進行蛋白質合成，結果發現產物是蘇氨酸和組氨酸的多聚體，說明蘇氨酸的密碼子可能是ACA，也可能是CAC；同樣，組氨酸的密碼子可能是CAC，也可能是ACA。學生通過分析認識到運用此類方法可以破譯其他氨基酸的遺傳密碼，并認同科學的研究過程。

3分析圖與圖群，在閱讀、識圖和釋疑中建構知識

圖文并茂、以圖代文是新課程下的教材的表現形式。教材中凡重點、難點的部分都配有一定篇幅的插圖，予以幫助學生掌握重點、突破難點。在教學中，教師要充分利用這些圖，選準切人點，設計與圖文相匹配的讀圖指導題，引導學生閱讀、識圖、釋疑，讓學生自己去發現圖所傳遞的生物知識信息，培養學生的讀圖能力，探究圖中所隱含的生物學問題，通過對問題的解答釋圖，最終自主構建知識。

案例4光合作用的過程是教學重點與難點，教材用一個圖群呈現，引導學生利用圖解理解光反應與暗反應這兩個非常抽象的理論。教師必須在學生的讀圖過程中設計讀圖指導題：①光反應的場所在何處?光反應的條件是什么?②色素吸收的光能有哪兩個方面的用途?③光反應中物質變化和能量變化是怎樣?試用反應式寫出物質變化。④暗反應是否像光反應一樣也必須在光下才能進行呢?⑤光反應中產生的[H]和ATP到哪里去了?⑥暗反應的場所在何處?暗反應的條件是什么?是否一定不能有光?⑦暗反應中物質變化和能量變化是怎樣?試用反應式寫出物質變化。⑧列表比較光反應和暗反應的區別和聯系。

簡明的圖解增加了學生的感性認識，帶著思考題的讀圖有利于學生掌握光合作用的過程，同時培養觀察和分析能力。③、⑦問題中能量的變化是隱藏在圖示中的，需要學生對ATP與ADP轉化的實質理解透徹，從而梳理出光合作用能量變化的實質；而用反應式寫出物質的變化，則可以幫助學生了解光合作用過程中H₂O、CO₂的變化。列表比較更是培養了學生歸納和類比的能力。

案例5“興奮在神經元之間的傳導”教學完全建立在對突觸圖群理解的基礎上，因此識圖很重要，所以安排學生閱讀并設計了以下一個讀圖指導的思考題：①興奮在神經元與神經元之間是通過什么傳遞的?②什么叫突觸?指出圖中的突觸的結構。③突觸小體長在軸突上，還是樹突上?④神經遞質存在哪里?遞質是怎樣傳遞興奮的?⑤突觸小體內有較多的線粒體，說明什么問題?推測神經遞質的運輸方式。⑥神經沖動如何從前膜經間隙傳到后膜?⑦興奮能從樹突傳到軸突嗎?為什么?⑧突觸傳遞的特點怎樣?⑨興奮在神經纖維上傳導速度與在神經元之間的傳遞速度一樣么?說出判斷理由。⑩若遞質不被水解，將會出現什么結果?這些問題層層深入，引發學生的思考，學生在自主學習的基礎上充分討論，最后通過釋疑、交流，歸納出興奮在神經元之間單向的傳導特點。這樣的學習過程既能訓練學生識圖能力、表達能力，又能活躍課堂氣氛，增強學習興趣與熱情。

4注意精講點撥，拓展學科知識的廣度和深度

教師在教學過程中適當精選知識點，講授時圍繞學生自己不能解決的問題和重要理論(概念、觀點、原理)，在學生思考討論的基礎上，針對學生認識中的疑點、模糊點和新知識，進行精講點撥，啟發誘導，設置認知沖突，突出基本觀點，從而有效地幫助學生拓展學科知識的廣度和深度。

案例6教材中對滲透的概念描述為：水分子從濃集區域通過細胞膜等結構，向水分子稀少區域的擴散現象稱為滲透。就概念而言，研究的前提是溶液中的溶質分子不能通過半透膜的情況下水分子的擴散，這時影響滲透作用的因素是溶液的濃度，由于溶液濃度表示方法多樣，有溶質的質量分數、質量濃度，物質的量濃度三種。學生遇到具體問題時，通常只考慮數據大小，而不會考慮是哪種表示方法。教師要給予精講：概念中所指的溶液應包括兩大類，一類是膜兩側的溶液是同溶質的溶液，不論溶液濃度是以溶質的質量分數、質量濃度，還是物質的量濃度給出的，水等溶劑分子均是從低濃度的溶液通過半透膜向高濃度的溶液擴散的；另一類是膜兩側溶液是不同溶質的溶液，這時溶液的濃度指的是能表示單位體積的溶液中溶質微粒數量多少的“物質的量濃度”，而不是“溶質的質量分數”或“質量濃度”，水從物質的量濃度小的溶液通過半透膜向物質的量濃度大的溶液擴散。

案例7在引出“轉錄”概念時，通常會用以下的引導語：DNA主要存在于細胞核中，而蛋白質的合成是在細胞質中的核糖體上進行的，DNA所攜帶的遺傳信息需要通過RNA為媒介傳遞到細胞質中去。這就涉及到一個核心問題“DNA為什么不能從細胞核中出來”。此問題實際上在必修1學習細胞核的時候就遇到，學生可能由于教材的結論性語句而忽視對其原因的思考，但這確實是存在于學生頭腦中的問題，在學習到此時，做一個深刻剖析。教師先引導學生從DNA與RNA的大小上進行比較，DNA要比一般RNA大很多，mRNA經常只是DNA上一小段模板轉錄出來的，從體積上看核孔不允許DNA從細胞核內出來。教師再給予知識補充：DNA就算不形成染色體，也不是游離狀態的，結合了各種DNA結合蛋白，體積大。另外核孔并不是自由進出的開口，而是一個相對獨立的復雜結構，即核孔復合體，可以看作是一種特殊的跨膜運輸蛋白復合體，并且是一個雙功能、雙向性的親水性核質交換通道。大分子物質進出核孔，受到蛋白的控制，比如RNA出孔，就是RNA結合蛋白引導的。DNA正常情況下沒有類似的蛋白結合，不能出核孔。

5孕育問題意識，讓設問和釋問貫穿學習全過程

學習不僅僅是獲取知識的途徑，更重要的是在知識探究的過程中孕育一種問題意識，在學習過程中，要善于發現知識點背后隱藏的問題，親自尋找并實踐解決問題的途徑。學生面對問題會形成強烈的知識和技能的“饑餓感”，從而激發學習的動機和行為。

案例8“染色體變異在育種上的應用”中，對于三倍體無子西瓜的培育過程，教材提供了一個圖群，學生在讀圖的基礎上可以描述，但圖中隱含著豐富的信息，教師要帶領學生繼續挖掘，提出問題：①為什么以一定濃度的秋水仙素溶液滴在二倍體西瓜幼苗的芽尖?②獲得的四倍體西瓜為什么要和二倍體雜交?③吃過無子西瓜的同學有沒有注意過西瓜瓤里依然有一些白色的軟軟的“子”，知道那是什么嗎?④三倍體西瓜為什么沒有種子?真的一顆都沒有嗎?⑤每年都要制種，很麻煩，有沒有別的替代方法?這些問題的思考活動實際把減數分裂、多倍體、染色體組、生長素促進果實發育、無性繁殖等概念都串連在一起，能幫助學生加深對概念的理解，認識到理論在實踐中的應用。

在課堂教學過程中，發現學生在讀圖思考時會提出這樣兩個問題：①如果由四倍體作父本，二倍體作母本，能否獲得無子西瓜?②既然三倍體植株在減數分裂時染色體聯會紊亂，不能形成生殖細胞，那就沒有必要用二倍體植株傳粉處理，為什么還要這樣做呢?學生的探究的思路已打開，這是教師最希望看到的，當然這兩個問題學生以必修2現階段的知識是不能做答的，教師予以知識拓展：①如以♀(2n)×♂(4n)，同樣也可以得到3n的種子，但這種3n植株的雌花中的胚珠會生成硬殼，像有種子一樣，所以這種雜交方案不能采用。②三倍體無子西瓜因為不形成種子，所以缺乏由幼嫩種子產生的生長素，要刺激子房發育成果實，就要授以成熟的花粉。因此必須把三倍體和二倍體相間種植，以保證有足夠的二倍體植株的花粉傳到三倍體植株的雌花上去。教師的解答滿足了學生對知識的渴望，達到了很好的互動效果。

問題引領學生進入到深層次的學習探索中，學生在設問和釋問的過程中萌發自主學習的動機和欲望。通過閱讀、設疑、思考、感悟、釋疑的過程逐漸養成自主學習的習慣，在實踐中不斷優化自主學習的過程和方法，初步體驗到嘗試探究學習的成功喜悅，喚起他們進一步學習的內驅力，從而促進學習方式的變革。