系統(tǒng)論視角下高中生物復(fù)習(xí)課的有效性嘗試

李倩

摘 要 從系統(tǒng)論的思想出發(fā)，從整體的角度打破生物復(fù)習(xí)課中章節(jié)的界限，在實際情境的應(yīng)用過程中促進學(xué)生對生物學(xué)原理的深層理解。并“以噬菌體侵染細(xì)菌實驗的專題復(fù)習(xí)”一課為例進行詳細(xì)介紹。

關(guān)鍵詞 系統(tǒng)論 生物復(fù)習(xí)課 深層理解

中圖分類號 G633.91 文獻標(biāo)識碼 B

系統(tǒng)論的思想，公認(rèn)是由美籍奧地利理論生物學(xué)家L.V.貝塔朗菲提出的。其核心強調(diào)任何系統(tǒng)都是一個有機整體，它不是各個部分的機械組合或簡單相加，系統(tǒng)的整體功能體現(xiàn)出了各要素在孤立狀態(tài)下所沒有的性質(zhì)和功能。生物教師其實可以更好地理解系統(tǒng)論的核心思想，因為生物學(xué)研究的對象就是各種層次的生命系統(tǒng)。比如細(xì)胞——這個最基本的生命系統(tǒng)，它本身就體現(xiàn)出了系統(tǒng)論的核心思想：細(xì)胞膜、細(xì)胞核和各種細(xì)胞器等相關(guān)要素各司其職又相互聯(lián)系，體現(xiàn)出了細(xì)胞整體的生命特征。而如何運用系統(tǒng)論的思想來指導(dǎo)生物學(xué)教學(xué)，則是教師可以思考的一個方向。

在生物學(xué)的新授課教學(xué)中，教師一般采取“化整為零、化繁為簡”的方法，將各模塊先分成各個章節(jié)，再分解每個章節(jié)的知識點，力求透徹理解每個知識點。從學(xué)生認(rèn)知新事物的角度來說，這符合人們長期以來的思維習(xí)慣——在研究問題時，把事物分解成若干部分，抽象出最簡單的因素，然后再以部分的性質(zhì)去說明復(fù)雜事物。這種方法在短時間內(nèi)也取得了非常明顯的效果。然而從學(xué)生對知識點深度理解和宏觀把握的角度來說，當(dāng)學(xué)生把更多的精力花費在每個小的知識模塊上時，無疑容易一葉障目，不能把握知識的整體性，“只見樹木不見森林”。而對這一現(xiàn)象能夠起到彌補作用的復(fù)習(xí)課的教學(xué)中，很多教師采取的方式仍然是拎重點，將各個知識點再“過一遍”。這樣的復(fù)習(xí)，沒有考慮到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，不用“跳”也夠得著，學(xué)生沒有求新知的欲望，“炒冷飯”的過程索然無味，復(fù)習(xí)課的效率也就可想而知。

思及此，若是在生物復(fù)習(xí)課時，教師站在系統(tǒng)論的視角下，整體把握各章節(jié)、甚至各模塊間的知識脈絡(luò)，在特定情境中綜合運用相關(guān)知識、原理，寓教于“用”。那么在具體實例的運用過程中，是否會更能有效的促進學(xué)生對于相關(guān)知識的深層理解？筆者從這一思路出發(fā)，以噬菌體侵染細(xì)菌的實驗為索引，進行有關(guān)遺傳物質(zhì)及其功能的專題復(fù)習(xí)。站在系統(tǒng)論的角度，聯(lián)系與本實驗相關(guān)的知識點，重新整合并綜合應(yīng)用。復(fù)習(xí)的整體思路如圖1所示。

1 重新審視，深度理解實驗設(shè)計原理

課前學(xué)生當(dāng)一聽到要復(fù)習(xí)“噬菌體侵染細(xì)菌的實驗”相關(guān)內(nèi)容時，頓時發(fā)出了陣陣哀嘆聲：“這個實驗最難了，我一直都不會……”。學(xué)生在初次學(xué)習(xí)該實驗時就感到難以理解，而對于在實驗基礎(chǔ)上的深度分析，則更是云里霧里。究其原因，是學(xué)生對于該實驗的設(shè)計原理沒有深度的理解。鑒于此，本實驗的復(fù)習(xí)尤為必要，而復(fù)習(xí)的關(guān)鍵也定位于對實驗設(shè)計原理的深度理解上。

教師采用開門見山的方式導(dǎo)入復(fù)習(xí)課，強調(diào)噬菌體侵染細(xì)菌實驗的經(jīng)典，并簡單明了地說明本節(jié)課的復(fù)習(xí)內(nèi)容——“重溫這個實驗，進而復(fù)習(xí)遺傳物質(zhì)及其功能”。在教師語言引導(dǎo)和實驗圖片、書本等多重刺激下，迅速喚起學(xué)生已有的知識基礎(chǔ)，在學(xué)生似是而非的情緒推動下，進入對這一實驗的深層探索中。實驗的對象是噬菌體，而噬菌體的增殖必須依賴活細(xì)菌，在增殖過程中會出現(xiàn)短期的親代噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分開的階段。正是因為這一獨特的現(xiàn)象，才有了赫爾希和蔡斯利用同位素標(biāo)記法區(qū)分DNA和蛋白質(zhì)的實驗思路。那么，噬菌體的增殖過程是深度理解本實驗的基礎(chǔ)。因此，筆者先通過文本資料、模擬動畫、圖片等形式增強學(xué)生對于噬菌體增殖過程的直觀感受，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出噬菌體增殖的關(guān)鍵步驟，并提出產(chǎn)生子代噬菌體最關(guān)鍵的是DNA的復(fù)制和相關(guān)蛋白質(zhì)的合成，為后面深度理解噬菌體侵染細(xì)菌的實驗做好鋪墊。在總結(jié)出噬菌體增殖的關(guān)鍵步驟之后，為了促成學(xué)生對噬菌體侵染細(xì)菌實驗的理解，教師給出資料——噬菌體DNA和蛋白質(zhì)分離的階段大約在侵染30 min時，并進行系列提問：在什么階段出現(xiàn)了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)分離的情況？噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)在什么階段又重新組合成為子代噬菌體？這為理解實驗結(jié)果中存在“少量放射性”打下知識基礎(chǔ)。

然后教師采取談話式的教學(xué)方法，圍繞實驗設(shè)計的幾個方面——實驗材料、思路、方法、現(xiàn)象、結(jié)論進行師生、生生之間的互動，重新審視赫爾希和蔡斯的噬菌體侵染細(xì)菌的實驗。然后結(jié)合相關(guān)問題，進行深度分析：① 如何標(biāo)記噬菌體？② 為什么要進行攪拌和離心？③ 為什么實際實驗過程中會有誤差？（為什么用35S標(biāo)記噬菌體，在沉淀物中仍有少量的放射性？同樣，用32P標(biāo)記噬菌體，在上清液中也有少量放射性？）在學(xué)生理解對噬菌體增殖過程的基礎(chǔ)上，教師有了前面的分析作為基礎(chǔ)，再引導(dǎo)學(xué)生從實驗的實際操作性出發(fā)進行思考，就不難得到準(zhǔn)確答案了。有的教師認(rèn)為作為高一的學(xué)生，面對的是基礎(chǔ)性知識，對于第三個問題可能沒有深入挖掘的必要。而筆者認(rèn)為，無論是從尊重科學(xué)史的角度，還是尊重學(xué)生面對書本示意圖存在疑惑的角度，這一問題都是有必要討論的。在討論這一問題的同時，也向?qū)W生滲透正確的科學(xué)態(tài)度和方法論——在實際實驗過程中誤差在所難免，我們應(yīng)該正視實驗中的誤差，并進行科學(xué)分析。

通過這樣由淺入深的問題引導(dǎo)，學(xué)生通過自己的分析真正掌握了整個實驗設(shè)計的原理，在深度理解了噬菌體侵染細(xì)菌的實驗原理之后，相關(guān)的問題也就迎刃而解了。

2 以點帶面，構(gòu)建并完善相關(guān)知識框架

完成了對于噬菌體侵染細(xì)菌實驗的復(fù)習(xí)之后，則進一步要以該實驗為索引，以點帶面，進行輻射式的知識整合性復(fù)習(xí)——實驗結(jié)論：T2噬菌體的遺傳物質(zhì)是DNA→主要遺傳物質(zhì)DNA的結(jié)構(gòu)和功能。

在含有DNA的生物中，遺傳物質(zhì)都是DNA，不同生物的DNA結(jié)構(gòu)大同小異。對于DNA結(jié)構(gòu)的復(fù)習(xí)，筆者采取學(xué)生自主復(fù)習(xí)，完成學(xué)案中DNA結(jié)構(gòu)的相關(guān)訓(xùn)練，最后學(xué)生代表匯報自主復(fù)習(xí)的方法和成果。在此過程中，強化了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的意識，并對DNA結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵性問題有了精準(zhǔn)的把握。

對“DNA的功能”還是通過噬菌體的增殖過程進行延伸：① 每個親代噬菌體只注入了一個DNA，最后從大腸桿菌中卻釋放出來了幾百個子代噬菌體。這說明了什么？（噬菌體進行了增殖）② 子代噬菌體的DNA堿基序列與親代噬菌體的一樣，說明發(fā)生了什么過程？（DNA的復(fù)制）③ 子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼結(jié)構(gòu)也和親代噬菌體一樣，呈蝌蚪型，說明控制蛋白質(zhì)的遺傳信息也來自噬菌體的DNA，通過轉(zhuǎn)錄和翻譯表達出蛋白質(zhì)。對這些內(nèi)容的復(fù)習(xí)，采用學(xué)生小組合作學(xué)習(xí)，圍繞著DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程中的條件和產(chǎn)物進行討論式復(fù)習(xí)，通過對比和遷移，將DNA的功能進行整合，強化學(xué)生對這些過程的綜合認(rèn)識。

3 回歸情境，靈活運用已學(xué)概念原理

由于在新授課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的是真核細(xì)胞的DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的過程，然而在原核細(xì)胞、甚至是病毒中，DNA的功能也是類似的，只不過具體情況需要具體分析。能否舉一反三、靈活運用，這也成了檢驗學(xué)生是否真正理解的關(guān)鍵。

到此，本節(jié)課的主要復(fù)習(xí)任務(wù)已經(jīng)結(jié)束。于是教師可以提出問題：噬菌體在增殖的過程中，所需要的條件和產(chǎn)物分別是什么？這是一個非常具有挑戰(zhàn)性的綜合性題目，學(xué)生需要在掌握DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯過程的同時，能夠準(zhǔn)確把握噬菌體增殖的過程，將本節(jié)課所復(fù)習(xí)的所有知識點，融會貫通到這一具體的情景中。而要想解決這個問題，也并不是“無跡可尋”，學(xué)生需要在之前認(rèn)真復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上充分運用發(fā)散思維，升華對本節(jié)課復(fù)習(xí)的相關(guān)知識的理解。

在本節(jié)復(fù)習(xí)課之后，筆者詢問了學(xué)生的感受，學(xué)生真心反映：“雖然這節(jié)課上的我非常緊張，神經(jīng)繃緊，但現(xiàn)在我感覺對這個實驗不那么‘害怕’了?！被仡櫿麄€備課、上課的過程，筆者也感觸良多。首先教師應(yīng)該充分相信學(xué)生的能力，不要主觀地認(rèn)為學(xué)生可能做不到，從而把他們的能力局限在一個小范圍內(nèi)。在學(xué)生活動中，學(xué)生的思維是非常活躍的，往往出現(xiàn)許多令人驚訝的完善、全面、意外的回答。其次在開展學(xué)生活動時，教師應(yīng)多采取鼓勵性的語言、積極的態(tài)度，讓學(xué)生有信心充分表達自己的想法和感受，創(chuàng)造出平等、愉快的課堂環(huán)境。本節(jié)課也有一點小小的遺憾：對于噬菌體侵染細(xì)菌實驗的原理，雖然在教師的引領(lǐng)下，學(xué)生了解了整個來龍去脈，但他們并不能做到立刻內(nèi)化為自己的知識并加以運用。所以教師還需要留給學(xué)生一點時間，自己梳理整個思維過程，讓學(xué)生有一個自己形成思維的體驗。當(dāng)然，本節(jié)課只是一次初步嘗試，如何更好地提高生物復(fù)習(xí)課的有效性，還需要進一步的探索。

參考文獻：

楊宇荻，毛正品等.系統(tǒng)論在簡陽市鰲山公園綠地規(guī)劃中的應(yīng)用[J].北方園藝，2011（02）：108～111.