“情境、問題、探究、應用”教學模式探索

吳海峰

“情境、問題、探究、應用”教學模式從新課程改革要求和學生的實際出發，貫徹“以學生發展為本”的新課程理念，通過轉變教師的教學方式和學生的學習方式，培養學生的學習能力、創新能力的一種教學模式。

該模式的特點是重視教學情境創設，重視學習問題的提出和自主解決，突出學生自主學習的過程，突出知識的應用；教師尊重學生的選擇性、能動性、自主性、創造性，把學習的主動權交給學生，讓學生有自主學習的時間和空間，學生廣泛參與教學活動，積極思考，主動建構，嘗試應用，發展能力等。“情境、問題、探究、應用”生物課堂教學模式的基本程序如圖1。

下面以蘇教版高中生物《必修2·遺傳與進化》“探索遺傳物質的過程”一節的復習教學為例介紹該模式的應用。

1 案例呈現

1.1 教學環節1——“課堂導入”的設計

情境資料：用多媒體展示父母和孩子、動物親子、植物的親代和子代的照片，請仔細觀察，回答問題。

教師提出問題：① 這些照片有什么樣的規律？② 染色體的數量雖然保持穩定，但是染色體并不是只由一種成分構成的，想想染色體的成分主要有什么？③ 這些成分都是遺傳物質嗎？④ 生物的遺傳物質是什么？⑤ 生殖過程中，親代傳給后代什么？⑥如果讓你來做實驗，你如何設計實驗才能找出什么是遺傳物質？

教學提醒：這些問題聯系生活實際，創設問題情境，環環相扣層層遞進，幫助學生由表及里由淺入深分析這種現象，以此激發學生對生物遺傳現象的興趣，幫助學生帶著問題進入本節課的學習。

1.2 教學環節2——“肺炎雙球菌體內轉化實驗”的設計

教師以2008年江蘇省高考試題創設情境：某研究人員模擬肺炎雙球菌轉化實驗，進行了以下4個實驗：① S型菌的DNA+DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠；② R型菌的DNA+DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠；③ R型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入S型菌的DNA→注射入小鼠；④ S型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。以上4個實驗中小鼠存活的情況依次是（ ）

A. 存活，存活，存活，死亡

B. 存活，死亡，存活，死亡

C. 死亡，死亡，存活，存活

D. 存活，死亡，存活，存活

學生分析：這題綜合了格里菲斯和艾弗里的實驗。① S型菌的DNA+DNA酶，DNA被水解，失去了轉化作用，對后面加入的R型菌沒有轉化作用，R型菌無毒，注射入小鼠體內，小鼠存活。② R型菌的DNA+DNA酶，DNA被水解，不起作用，加入S型菌，有毒性，注射入小鼠體內導致小鼠死亡。③ R型菌+DNA酶，DNA酶對細菌不起作用，高溫加熱后冷卻，DNA酶變性失活，R型菌被殺死，但是R型菌的DNA有活性（冷卻后復性），加入S型菌的DNA，沒有了R型活菌，不能轉化，也就相當于把兩種DNA注射入小鼠體內，兩種DNA沒有毒性，也不會轉化小鼠的細胞，小鼠存活。④ S型菌+DNA酶→高溫加熱后冷卻→加入R型菌的DNA→注射入小鼠，和③類似，也是兩種DNA，無毒，小鼠存活。

結合學生的討論和分析結果，教師PPT展示（可以是小組預習時提出的問題）下列問題串：① 實驗設計的基本原則是什么？② 為何S型細菌會致病，而R型細菌不能致病？③ 肺炎雙球菌的致病原因是因為莢膜有直接的毒性嗎？④加熱殺死怎么理解？⑤ 為什么格里菲思要做第四組實驗？⑥ 在第四組實驗中，小鼠體內能否分離出R型菌？⑦ 每組實驗能得出什么結論？⑧ 該實驗能得出什么結論？⑨ 轉化屬于什么變異？⑩ 格里菲思的實驗結論的缺陷是什么？

教學提醒：用一系列的問題串，引導學生重溫科學探究歷程，親身體驗科學研究的方法和思路，學習科學家嚴謹的態度和合作精神；體驗科學探索的艱辛，形成周密的邏輯思維，培養嚴謹的科學態度。

1.3 教學環節3——“艾弗里等人和赫爾希、蔡斯的實驗”的設計

教師創設情境：給學生設計一個空表格（表1），要求學生用“假說—演繹法”的方法來分析艾弗里等人和赫爾希、蔡斯的實驗過程。

教學提醒：為了學生能夠完成上述表格，像科學家一樣思考，針對艾弗里等人的實驗，教師提出如下問題：① 實驗設計的基本原則是什么？② 艾弗里等人設計實驗的基本思路是什么？③ 有關艾弗里等人的實驗中無關變量是如何消除的？④ 課本上有關艾弗里等人的實驗內容是否完整？如果不完整，該怎樣補充？⑤ 艾弗里等人的實驗可以得出什么結論？⑥ 艾弗里等人的實驗結論的缺陷是什么？

學生分析：艾弗里等人所做的體外轉化實驗用了對照的方法同時也用了單因子變量的方法，實驗的結果只有加入DNA，R型菌才能轉化成S型菌，在此基礎上，又做了另外一個對照，用DNA酶處理DNA使其分解，結果R型菌就不能發生轉化。通過此對照，一方面排除了可能因為DNA提取不純而混有其他未知因素的影響，另一方面也說明DNA只有保持分子結構的穩定性才能行使其遺傳功能。所以，像DNA這樣，能攜帶遺傳信息，控制生物體的特定性狀，并通過細胞增殖過程將遺傳信息傳遞給后代的物質稱為遺傳物質。

針對赫爾希、蔡斯的實驗，教師提出如下問題：① 病毒的繁殖過程是什么？每一步的特征是什么？② 該實驗用了什么方法？在什么探究中還用過此方法？③ 用35S、32P標記物質的理論基礎是什么？能否用14C和18O進行標記？④ 為什么要先培養含有35S、32P的大腸桿菌？⑤ 如果實驗用上述方法進行，測試的結果如何？表明了什么？注意點是什么？⑥ 噬菌體在細菌體內的增殖是在哪種物質的作用下完成的？子代噬菌體的蛋白質和DNA分別是怎樣形成的？⑦ 此實驗的指導思想是什么？⑧ 此實驗證明DNA具備遺傳物質的哪些特性？⑨ 實驗的結論是什么？⑩ 實驗結論的缺陷是什么？

1.4 教學環節4——“病毒嫁接實驗”的設計

該實驗是書上的小字部分，為了避免學生忽略了這部分知識學習，教師設計了如下問題：① 煙草花葉病毒的基本成分是什么？② 科學家用什么方法處理病毒？保留了什么？為什么要這樣做？③ 得到了RNA后科學家有是怎么做的？④ 結果怎樣？⑤ 說明了什么？1957年佛蘭科爾·康拉特等人將車前草病毒的RNA與煙草花葉病毒的蛋白質結合在一起，形成一個類似“雜種”的新品系，用它進行侵染實驗，結果，發生的病癥以及繁殖的病毒類型，都依RNA的特異性為轉移，即依車前草病毒的RNA為轉移。這更進一步證實了RNA在遺傳上的作用，從而說明RNA是煙草花葉病毒和車前草病毒的遺傳物質。

然后，教師引導學生了解自然界生物的類型，理解絕大多數的生物體內既有DNA又有RNA，這些生物的遺傳物質是DNA；極少數生物的體內只有RNA沒有DNA，這些生物的遺傳物質是RNA。最終得出結論，DNA是主要的遺傳物質。

1.5 教學環節5——遷移應用（略）

2 教學體會

2.1 實現問題的有效解決

本節內容主要是科學家們的實驗設計，學生經過高一的學習，已經初步具備了分析實驗、設計實驗的能力。在授課時，只要教師把實驗設計中的關鍵（實驗目的、自變量、因變量）以問題的形式呈現出來，他們就能很快地理解這些實驗，效果反應也比較好。

從內容上來看，本節課的容量比較大，課時安排卻只有一節課。為了在一節課內完成教學任務，筆者給學生設計了以問題為主的預習提綱。課上我把學生分成四組，分別討論格里菲思、艾弗里、赫爾希和蔡斯、格勒和施拉姆的實驗，最后四個組的代表分別闡述本組的討論結果。這樣既能節省很多時間，收到預期的效果。

2.2 問題預設引導課堂精彩生成

問題教學貫穿于整個教與學過程中，日常教學中常遇到學生提不出問題，或不愿意提出問題的尷尬情況，這就要求教師有兩手準備，一方面鼓勵學生提出自己的問題，另一方面，也要認真研究學生的心智水平，模擬學生預設一系列的問題，通過問題預設，建構課堂教學主線，增強學生探究和學習的方向性。“問題解決”教學的關鍵是如何激發學生獨立提出問題和解決問題。本文僅是探討了如何激發學生獨立地對老師設計的問題提出解決問題策略，培養學生演繹或歸納的思維能力，產生假設和檢驗假設，允許學生發表獨到的見解，促進學生自主解決問題等策略，培養學生的創造能力。

2.3 帶著問題走出課堂

建構主義認為，知識并不是對現實的準確表征，它只是一種假設，一種解釋，并不是問題的最終答案，隨者人類的進步，還會出現新的假設，新的解釋；而且，知識并不是一用就靈，而是需耍針對具體情境進行再創造。按照這種觀點，課本知識只是一種關于各種現象的較為可靠的假設，而不是解釋現實的“模板”。學生對該節知識的掌握就是在“平衡——不平衡——新的平衡”的循環中得到不斷的提高、豐富和發展。