在生物教學中滲透研究性學習的實踐與思考

胡中芳

【摘要】研究性學習是教育教學的一場革命，將研究性學習的方式滲透在課堂教學中，在老師引導下學生像科學家一樣發現問題，探究問題，得出結論。本文以“遺傳信息的攜帶者——核酸”課堂教學改革為例，“將課本的知識點轉化成學生研究性學習課題”，改變了傳統教學中單純的接受式教學，改革后讓學生在實驗室通過課題的完成進行研究性學習。將研究性學習的方式滲透在課堂教學中，學生在耳目一新的自主實驗與活動中主動探究他們的未知領域，進而深刻掌握課本知識。

【關鍵詞】研究性學習；滲透；課堂改革；DNA結構

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2017）09-0049-02

研究性學習作為21世紀的一種新的思想和理念，迅速得到推廣。將研究性學習的方式滲透在課堂教學中，在老師引導下學生像科學家一樣發現問題，探究問題，得出結論。本文以“遺傳信息的攜帶者---核酸”課堂教學改革為例，“將課本的知識點轉化成學生研究性學習課題”，改變了傳統教學中單純的接受式教學，改革后讓學生在實驗室通過課題的完成進行研究性學習。進而使學生實現了從接受式學習到研究性學習的轉變。將研究性學習的方式滲透在課堂教學中，學生在耳目一新的自主實驗與活動中主動探究他們的未知領域，進而深刻掌握課本知識。

下面以“遺傳信息的攜帶者——核酸”課堂改革為例，進行闡述。本節教材是一節很簡單的理論描述內容，傳統教學方式主要是以教師講述核酸的分類與結構讓學生理解記憶知識點，屬于接受式教學。我通過深入研究教材，將課本需要掌握的知識歸納為三個知識點并轉化為三個核心研究性學習的“小課題”。在圍桌式的實驗室，教師逐步引導學生主動動手通過模型制作知識探究等完成每一個小課題，進而深刻掌握課本知識。

課題形成的過程是：首先將教材上的一個簡單的驗證性實驗轉化成探究性實驗并形成了“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”；二是將核酸的化學結構等描述性知識，做成了幾個學生自學的PPT課件視頻和文字資料，作為自學資料提供給學生，從而形成了“課題2：探究大分子化合物核酸的形成”；第三部分是為了讓學生更好地掌握DNA雙螺旋結構設計了DNA模型的制作，并形成了“課題3：對DNA分子模型制作的研究”。確立好課題后，上課前將這三個研究課題呈現在黑板上，以引導學生逐一探究；

課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布

課題2：探究大分子化合物核酸的結構

課題3：對DNA分子模型制作的研究

通過改革使單調的內容變的豐富多彩，學生激情盎然，探究認真，記憶深刻。

一、步驟與過程

1.入境激趣導入課題

教師：同學們，通過上節課的學習，我們知道蛋白質是生命活動的主要承擔者，同學們長得高還是矮，眼睛大小，雙眼皮還是單眼皮都和蛋白質有關，在細胞中還有一種神秘的化合物，它不僅是蛋白質的幕后操縱者，而且在親子鑒定和刑事偵破中發揮重要的作用，被稱為現代的福爾摩斯，這種化合物就是今天我們要研究的《遺傳信息的攜帶者——核酸》！

學生：傾聽和思考，引起探究興趣。

設置意圖：用“神秘的”“親子鑒定和刑事偵破”“現代的福爾摩斯”等描述吸引學生注意力，充分激發學生興趣，導入新課。板書課題：“遺傳信息的攜帶者——核酸“”

2.小組討論合作探究

課題1：探究DNA和RNA在細胞中的分布

教師：①幻燈展示：核酸有兩類，一類叫DNA，全稱是脫氧核糖核酸。

一類叫RNA，全稱是核糖核酸②提出課題：DNA和RNA在細胞中是如何分布的呢？③科學實驗思路的引領：像科學家一樣先提出假說或假設，在此基礎上預期實驗結果和實驗結論，這也是高考的熱點，然后再進行實際的實驗，得出真正的實驗結果和實驗結論，結果即實驗的現象，結論是對結果的升華。④說明原理：甲基綠吡羅紅混合液與DNA，RNA的顯色反應⑤巡視并傾聽學生的討論，注意觀察學生的實驗。教師通過學生提交的顯微照相，通過屏幕播放分享，引導找出共性，得出結論。

學生：①自主提出假設，小組討論預期的實驗結果與實驗結論②各組交流討論結果，學生提出各種各樣的假設，在自己假設成立的條件下，又預期了各種各樣的實驗結果和結論。③動手實驗，驗證假設，各組的導師團成員負責指導本小組同學進行規范的實驗操作，并提交顯微照片到教師主機，大屏幕展示各組實驗結果。④認真記錄實驗結果，得出自己的結論。⑤各組交流，提交顯微照片，即顯微照相。觀察共性得出結論：DNA主要在細胞核中，RNA主要在細胞質中，其微觀的分布通過宏觀展示出來。顯微照相，電腦上傳大屏幕分享。先進設備使用，動手操作、動腦思考與探究未知的主動結合；兩人合作將各自的單鏈如何按照堿基配對合作成功？實驗、自學、合作討論貫穿其中。

課題2探究核酸的結構

教師：①問題導學：核酸作為大分子有機物，分子量數百萬數千萬，是如何構成的呢？②提供資源：課件《核苷酸的結構》，flash文件《DNA的化學結構》。

③適時點撥與評價

學生：通過教師每臺電腦提供的PPT、視頻和文字資源，自學相關內容，逐步深入掌握課本的基本知識和深化課本知識，完成課題報告。

課題3核酸物理模型的構建

學生首先分別自己袋子中的核苷酸分別是哪一種？自主連接核苷酸，組內每個同學制作一條單鏈核苷酸鏈，兩人一組配合將單鏈合作拼裝成雙鏈。兩人合作將各自的單鏈如何按照堿基配對合作成功？動手合作討論貫穿其中，交流糾正并制作出雙鏈DNA平面結構并形成雙螺旋DNA模型，展示模型，學生將教師手中的DNA與自己與其他同學的DNA進行比較，找出不同?？偨Y異同點，理解生物多樣性與差異性的根本原因。

3.突出主線引導深入

本節課的整個過程同學們將一個課題完成后，又為下一個課題的研究做好了鋪墊和基礎，同學們在理解了DNA和RNA的分布后完成了“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”后，教師接著引導學生探究第二個研究課題，即“課題2：探究大分子化合物核酸”的形成，在學生通過視頻與動畫、PPT、文字等資料完成了“課題2：探究大分子化合物核酸的形成”后，對于DNA的化學結構和空間結構有了深層理解，接下來將微觀的抽象的知識變成宏觀的具體的可見的模型形式，再引導完成“課題3：對DNA分子模型制作的研究”后，通過課題3模型制作理解DNA結構的穩定性、多樣性和差異性。這樣步步深入，層層深化，突出主線，不僅掌握了課本的知識點，更重要的是在探究知識的過程中，科學素養、實驗觀察能力與動手能力得到提高，體現了科學探究未知的本質。

4.引導總結理解提高

教師：總結深化，通過探究，同學們發現了一個秘密，我手中這條DNA與你們各自制作的DNA的不同之處就在于堿基對的排列順序不同！她代表著遺傳信息。同學間長相的差異，其根本原因是DNA的堿基對排列順序不同，因此用DNA進行親子鑒定可以作為黃金標準，它被譽為現代的福爾摩斯真是當之無愧的。

學生：通過課題探究深層理解了課本的知識點，學生將知識應用于實踐，深層理解生活中遇到的問題，掌握了遺傳物質DNA的多樣性與特異性，進而明確了生物的多樣性和特異性。從宏觀特定顏色反應到微觀領域步步深入層層深化，扎實掌握了本節課內容，也深化了本節的核心知識。

二、效果與作用

1.激發了學生的學習興趣。通過教師的導課，學生在課題探究前首先帶上興趣的懸念：為什么DNA被稱作現代福爾摩斯？為什么在親子鑒定中ABO血型系統只能作為否定的判斷，而DNA可以作為親子鑒定的黃金標準？人長的漂亮與否是蛋白質表達的，而蛋白質的背后還有一種神秘的化合物核酸，核酸為什么能控制蛋白質？學生在三個課題的逐一探究與研究中層層深入，興趣昂然。

最后通過模型制作知道了DNA的特異性，了解了生活多樣性與差異性的原因。

2.自學能力得到了提高。課題2：探究大分子化合物核酸的形成時，傳統的方法是教師先講述核酸的基本單位核苷酸，然后區別兩種核苷酸即核糖核苷酸和脫氧核糖核苷酸的區別，即含氮堿基嘌呤和嘧啶的區別以及五碳糖的不同，然后學生記憶，老師進一步講述核酸的形成過程以及DNA和RNA的區別。將知識點轉化成課題后，教師為學生制作了核酸結構由簡單到復雜的動畫和文字，以及課件的資料文件夾，學生對照問題逐一找到答案，并完成每一個子課題的問題，這樣使問題變得生動又形象，同學爭先恐后的搶答。記憶深刻難忘。

3.培養了學生的創新思維和合作能力。學生通過探究未知領域已經掌握了DNA、RNA的結構后，為了讓學生更好地掌握DNA、RNA的化學結構和空間結構，更重要的是為了培養學生的創新思維，逐步引導學生制作了DNA模型的制作，完成了課題3：對DNA分子模型的制作的研究。在這個課題研究中，如何將一個個基本單位核苷酸連接成一條長鏈？一個小組的兩個人又如何將各自的一條DNA單鏈，合作拼成雙DNA？沒有精誠合作完不成，沒有創新思維更完不成，但最后的學生作品令人驚嘆，他們不僅合作拼出了DNA的平面結構也制作并呈現了DNA的雙螺旋空間結構模型。

4.通過該項改革真正達到了讓教師將成為學生學習的促進者、組織者、指導者，而學生成為了學習的真正主體。實現了學生像科學家一樣發現問題、做出假設、探究問題、得出結論的科學素養，培養了學生的動手能力、試驗能力、分析問題和解決問題的能力。

5.將書本上的驗證性實驗改成探究性實驗，達到了讓學生圍繞課題主動探究主動發現的目的。學生觀察現象、提出問題、作出假設、設計實驗并驗證假設、得出結論等，在能力培養和科學素養訓練以及探索創造性思維培養等都達到了較好效果。例如，在學生完成“課題1：實驗探究DNA和RNA在細胞中的分布”先通過提出問題引導學生提出假設，假設非唯一，學生的假設多種多樣，其中有的是DNA和RNA都分布在細胞核中，有的假設是DNA和RNA都在細胞質中，有的是DNA在細胞核中，RNA在細胞質中，有的提出相反假設，其假設是DNA在細胞質中，RNA在細胞核中。然后請學生設計實驗探究自己假設的正確性與否，通過實驗結果得出結論：DNA主要在細胞核中，RNA主要在細胞質中。這比教師的講述或者單純的驗證性實驗要深刻的多。

6.將知識點轉化成探究課題是適應新時代要求下的課堂教學改革，她填補了學校小班化教學改革的一項空白。

三、幾點思考

1.現代化實驗設備為學生研究性學習提供了硬件保障，促進了學生學習方式發生改變，也為教師的研究性教學提供了物質保障，因此教師的教育觀念和教學行為也要發生改變。在將知識點轉化成探究性課題的學習過程中，教師要成為學生學習的促進者、組織者、指導者，而學生成為了學習的真正主體。就要求教師不斷地吸納新知識，更新自身的知識結構，提高自身的綜合素質，逐步建立新型的師生關系。

2.開展探究性實驗課題對教師提出了更高的要求，它要求教師有較強的組織能力，有較好的隨機應變能力，有較廣博的知識，否則，在學生發散的思維面前很難應對自如。同時也要求教師具有指導學生科研的能力和手段。

3.在高中階段開展研究性教學，將課本知識點轉化成探究性課題，有時一節課的時間完不成，如果能兩節課連堂上課更好，但是學校的課表安排是不連堂的。還有探究性課題有時存在費時太多的問題，而現在的教師和學生被框得很死，因此在目前的教學中教師必須根據實際情況盡可能多的在課堂時間內實施完成。

通過“將課本知識點轉化成研究課題”的一種研究性學習方式的改革，為學生開發了更多展現自我以及實驗觀察發現的機會和主動探究知識的能力，同時鼓勵了學生大膽表達自己的思想，幫助學生形成科學實驗的思維習慣；鍛煉了學生動手能力，讓學生真正體驗知識的獲得過程，達到了對教材知識的理解和深刻掌握。