課堂是“喚醒”和“激勵(lì)”的地方

吳啟銀

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-7661（2015）15-0090-02

新課程的課堂，應(yīng)該成為“喚醒”和“激勵(lì)”的地方。作為生物教師要幫助學(xué)生建立元認(rèn)知策略，其切入點(diǎn)就是進(jìn)行思維訓(xùn)練。下面就在“遺傳學(xué)的發(fā)展過程中用到了好多假說”為例，對學(xué)生進(jìn)行思維訓(xùn)練，同時(shí)具有情趣性和激勵(lì)性。

一、借助遺傳定律的發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)設(shè)趣味性的情景

19 世紀(jì)中期，孟德爾用豌豆做了大量的雜交實(shí)驗(yàn)，在對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行觀察、記載和進(jìn)行數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)分析的過程中，發(fā)現(xiàn)雜種后代中出現(xiàn)一定比例的性狀分離，兩對及兩對以上相對性狀雜交實(shí)驗(yàn)種子二代出現(xiàn)不同性狀自由組合現(xiàn)象。他通過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)耐评砗痛竽懙南胂蠖岢黾僬f，并對性狀分離現(xiàn)象和不同性狀自由組合現(xiàn)象作出嘗試性解釋。然后他巧妙地設(shè)計(jì)了測交實(shí)驗(yàn)用以檢驗(yàn)假說，測交實(shí)驗(yàn)不可能直接驗(yàn)證假說本身，而是驗(yàn)證由假說演繹出的推論，即：如果遺傳因子決定生物性狀的假說是成立的，那么，根據(jù)假說可以對測交實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論推導(dǎo)和預(yù)測；然后，將實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)與理論推導(dǎo)值進(jìn)行比較，如果二者一致證明假說是正確的，如果不一致則證明假說是錯(cuò)誤的。當(dāng)然，對假說的實(shí)踐檢驗(yàn)過程是很復(fù)雜的，不能單靠一兩個(gè)實(shí)驗(yàn)來說明問題。事實(shí)上，孟德爾做的很多實(shí)驗(yàn)都得到了相似的結(jié)果，后來又有數(shù)位科學(xué)家做了許多與孟德爾實(shí)驗(yàn)相似的觀察，大量的實(shí)驗(yàn)都驗(yàn)證了孟德爾假說的真實(shí)性之后，孟德爾假說最終發(fā)展為遺傳學(xué)的經(jīng)典理論。

這一情景的創(chuàng)設(shè)，讓學(xué)生明確：演繹推理是科學(xué)論證的一種重要推理形式，測交實(shí)驗(yàn)值與理論推導(dǎo)值的一致性為什么就能證明假說是正確的呢？原來，測交后代的表現(xiàn)型及其比例真實(shí)地反映出子一代產(chǎn)生的配子種類及其比例，根據(jù)子一代的配子型必然地可以推導(dǎo)其遺傳組成，揭示這個(gè)奧秘為演繹推理的論證過程起到畫龍點(diǎn)睛的作用，不揭示這個(gè)奧秘學(xué)生則難以理解“假說——演繹法” 的科學(xué)性和嚴(yán)謹(jǐn)性，對演繹推理得出的結(jié)論仍停留在知其然的狀況。

二、借助基因與染色體的關(guān)系的探究歷程，喚醒勇于質(zhì)疑的意識

1900 年，德弗里斯（H.de Vires）、科倫斯（C.Correns）、丘歇馬克（E.Tschermak）3 位科學(xué)家分別重新發(fā)現(xiàn)了孟德爾的工作，遺傳學(xué)界開始認(rèn)識到孟德爾遺傳理論的重要意義。如果孟德爾假設(shè)的遺傳因子，即基因確實(shí)存在，那么它到底在哪里呢？

“學(xué)起于思，思源于疑”。學(xué)生常常把自己當(dāng)作是或希望自己是一個(gè)探索者、研究者和發(fā)現(xiàn)者。因此，在教學(xué)中，我借助基因與染色體的關(guān)系的探究歷程，鼓勵(lì)學(xué)生勇于質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生多角度思考問題，陶醉于質(zhì)疑思維的驚喜之中……

1903 年，美國遺傳學(xué)家薩頓發(fā)現(xiàn)，孟德爾假設(shè)的一對遺傳因子即等位基因的分離，與減數(shù)分裂中同源染色體的分離非常相似。薩頓（W.Sutton）根據(jù)基因和染色體行為之間明顯的平行關(guān)系，提出假說：基因是由染色體攜帶著從親代傳遞給子代的，也就是說，基因位于染色體上。美國遺傳學(xué)家摩爾根曾經(jīng)明確表示過不相信孟德爾的遺傳理論，也懷疑薩頓的假說，后來他做了大量的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)，用實(shí)驗(yàn)把一個(gè)特定的基因和一條特定的染色體——X 染色體聯(lián)系起來，從而證實(shí)了薩頓的假說。

三、借助DNA復(fù)制方式的提出與證實(shí)，鋪設(shè)激勵(lì)成功的樂趣

在實(shí)際教學(xué)中，我采用了“問題的提出”與“問題的證實(shí)”的教學(xué)模式，遵循“創(chuàng)設(shè)問題、提出問題——操作實(shí)驗(yàn)，探索規(guī)律——運(yùn)用規(guī)律，解決實(shí)際問題”的思路來組織學(xué)生習(xí)得知識。

如：美國物理學(xué)家沃森（J.D.Watson）和英國生物學(xué)家克里克（F.Crick）在發(fā)表DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的那篇著名的論文《核酸的分子結(jié)構(gòu)——脫氧核糖核酸的一個(gè)結(jié)構(gòu)模型》的最后寫道：“在提出堿基特異性配對的看法后，我們立即又提出了遺傳物質(zhì)進(jìn)行復(fù)制的一種可能機(jī)理。”他們緊接著發(fā)表了第二篇論文，提出了遺傳物質(zhì)自我復(fù)制的假說：DNA分子復(fù)制時(shí)，雙螺旋解開，解開的兩條單鏈分別作為模板，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對原則形成新鏈，因而每個(gè)新的DNA分子中都保留了原來 DNA 分子的一條鏈。這種復(fù)制方式被稱為半保留復(fù)制。1958年，科學(xué)家以大腸桿菌為實(shí)驗(yàn)材料，運(yùn)用同位素示蹤技術(shù)，設(shè)計(jì)了一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與根據(jù)假說一演繹推導(dǎo)的預(yù)期現(xiàn)象一致，證實(shí)了DNA的確是以半保留方式復(fù)制的。

學(xué)生習(xí)得“DNA復(fù)制方式的提出與證實(shí)”的過程，就是讓學(xué)生在解決實(shí)際問題中獲得成功的體驗(yàn)。

四、借助遺傳密碼的破譯，架起創(chuàng)新意識的橋梁

學(xué)生的思維是否活躍，教師喚醒學(xué)生的強(qiáng)烈創(chuàng)新意識尤為重要。為了迸發(fā)出學(xué)生創(chuàng)新的火花，作為教師要給學(xué)生留有余地，鼓勵(lì)創(chuàng)新。

例如，自1953 年提出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型后，科學(xué)家就圍繞遺傳密碼的破譯開展了一系列探索。美籍蘇聯(lián)物理學(xué)家伽莫夫提出的 3 個(gè)堿基編碼 1 個(gè)氨基酸的設(shè)想。克里克和他的同事通過大量的實(shí)驗(yàn)，以T4 噬菌體為材料，研究其中某個(gè)基因的堿基的增加或減少對其所編碼的蛋白質(zhì)的影響，結(jié)果表明只可能是遺傳密碼中的 3 個(gè)堿基編碼 1 個(gè)氨基酸。但是他們的實(shí)驗(yàn)無法說明由 3 個(gè)堿基排列成的 1 個(gè)密碼對應(yīng)的究竟是哪一個(gè)氨基酸？

問題提出后，給予學(xué)生一定的時(shí)間自主學(xué)習(xí)，不輕易或簡單地直接講授知識和方法，而是鼓勵(lì)學(xué)生自己去探索，去發(fā)現(xiàn)。

最后告訴學(xué)生：兩位年輕的美國生物學(xué)家尼倫伯格和馬太轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)思路，巧妙設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，成功地破譯了第 1 個(gè)遺傳密碼。在此后的六七年中，科學(xué)家破譯了全部的遺傳密碼，并編制出了密碼子表。

總之，課堂是“喚醒”和“激勵(lì)”的地方。思維訓(xùn)練是一種難度系數(shù)較高的“體操”，中學(xué)生一時(shí)思路堵塞是難免的。教師一定要耐心誘導(dǎo)，多加鼓勵(lì)，切莫“冷言相譏”。

（責(zé)任編輯 楚云鵬）