高中生物“基因工程”專題“合作—探究”式教學(xué)策略的構(gòu)建與實(shí)踐研究

陳金成

摘 要：根據(jù)選修“基因工程”專題的特點(diǎn)，介紹該專題“合作—探究”式教學(xué)策略構(gòu)建的基本模型，并以《蛋白質(zhì)工程的崛起》一節(jié)的教學(xué)實(shí)踐為例介紹該策略的實(shí)施過程。

關(guān)鍵詞：基因工程；“合作—探究”式教學(xué)策略；教學(xué)實(shí)踐

一、問題的提出

高中生物選修模塊的教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)生物課程理念：以生物學(xué)科素養(yǎng)為核心。“科學(xué)探究”是生物學(xué)核心素養(yǎng)之一，要求學(xué)生具有針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的能力。“基因工程”專題作為選修3第一專題，在教學(xué)中不僅介紹基因工程這一重要研究領(lǐng)域、發(fā)展趨勢(shì)和應(yīng)用前景，以期拓寬學(xué)生的視野，增強(qiáng)學(xué)生的科技意識(shí)，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)，同時(shí)應(yīng)讓學(xué)生在教師的指導(dǎo)下自主探索、合作學(xué)習(xí)，體驗(yàn)獲取知識(shí)的過程和方法，從而學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，為學(xué)生的終身發(fā)展奠定基礎(chǔ)。筆者在選修模塊的“基因工程”專題教學(xué)中嘗試構(gòu)建并實(shí)施“合作—探究”式教學(xué)策略，以期轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

二、“合作—探究”式教學(xué)策略的構(gòu)建

1.“合作—探究”式教學(xué)策略有五個(gè)基本要素：（1）任務(wù)驅(qū)動(dòng)：要充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，必須有一個(gè)切合學(xué)習(xí)主題、符合學(xué)生認(rèn)知水平和認(rèn)知規(guī)律的明確的學(xué)習(xí)任務(wù)。（2）小組合作：在有限的時(shí)間內(nèi)高效完成學(xué)習(xí)任務(wù)，單憑一位同學(xué)很難完成，因此要確定一個(gè)異質(zhì)學(xué)習(xí)小組，在小組中同伴合作，相互交流，相互幫助、理解，共同完成任務(wù)。（3）主動(dòng)探究：圍繞學(xué)習(xí)任務(wù)，學(xué)生自主學(xué)習(xí)新知，通過小組討論，確定方法，細(xì)化步驟，形成任務(wù)解決的方案，并根據(jù)方案進(jìn)行主動(dòng)探究。（4）匯報(bào)展示：各小組完成任務(wù)后，小組間匯報(bào)展示，既給學(xué)生展示的機(jī)會(huì)，也能暴露學(xué)生在任務(wù)解決過程中思維的缺陷、方法的不足，各小組可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，彌補(bǔ)不足，修正和完善。（5）形成理論：在探究的過程中，學(xué)生獲得的只是一般經(jīng)驗(yàn)，教師要及時(shí)評(píng)價(jià)，善于引導(dǎo)，讓學(xué)生總結(jié)歸納，將經(jīng)驗(yàn)升華，形成生物學(xué)理論知識(shí)。

2.“合作—探究”式教學(xué)策略的實(shí)施模型構(gòu)建如下：

三、教學(xué)實(shí)踐

筆者以高中生物選修3《蛋白質(zhì)工程的崛起》一節(jié)的教學(xué)為例，探討“合作—探究”式教學(xué)策略在《基因工程》專題中的實(shí)施。

教學(xué)開始，回顧基因工程相關(guān)知識(shí)，說明基因工程只能生產(chǎn)自然界已有的蛋白質(zhì)，往往不能滿足人們的生產(chǎn)和生活的需要，以此引出蛋白質(zhì)工程崛起的緣由，并提出改造蛋白質(zhì)的課題。為了幫助同學(xué)們順利完成任務(wù)，以PPT形式展示蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)、蛋白質(zhì)的功能及其關(guān)系、基因表達(dá)及其中心法則的圖片和內(nèi)容，與同學(xué)一起回顧舊知，為接下來的合作和探究學(xué)習(xí)做好知識(shí)鋪墊。

“合作—探究”式教學(xué)實(shí)施的具體過程如下：

1.任務(wù)驅(qū)動(dòng)：以教材27頁(yè)“討論”為素材，肽鏈序列如下：—丙氨酸—色氨酸—賴氨酸—甲硫氨酸—苯丙氨酸—，并展示《密碼子表》掛圖。接著教師提出：已知現(xiàn)有的該蛋白質(zhì)由于序列中的賴氨酸的存在，導(dǎo)致蛋白質(zhì)的活性不高，若將該氨基酸換成蘇氨酸，則蛋白質(zhì)的活性將提高100倍。請(qǐng)同學(xué)們思考、討論并完成以下任務(wù)：（1）怎么得出決定這一段肽鏈的脫氧核苷酸序列？請(qǐng)寫出相應(yīng)的堿基序列。（2）確定目的基因的堿基序列后，怎么才能獲得該基因呢？（3）有了相應(yīng)的基因，又如何獲得該肽鏈形成的蛋白質(zhì)分子？（4）將肽鏈中的賴氨酸換成蘇氨酸后，蛋白質(zhì)的活性為什么會(huì)改變？可以通過哪些方法研究蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)？（5）如何才能實(shí)現(xiàn)對(duì)該蛋白質(zhì)的改造？請(qǐng)寫出你們的方案。

2.小組合作：生物“合作—探究”式教學(xué)課堂，打破原有座位的固定模式，教師根據(jù)學(xué)生生物基礎(chǔ)、學(xué)習(xí)興趣的濃厚、性格特質(zhì)等差異，重新編排生物學(xué)習(xí)小組和《生物“合作—探究”課堂座次表》，實(shí)行“變位”上課。生物課結(jié)束后，學(xué)生再重新回到原班級(jí)編排的座位。這樣能充分發(fā)揮小組成員內(nèi)的異質(zhì)性，取長(zhǎng)補(bǔ)短，相互交流、相互合作，并在合作、探究中取得知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和能力的進(jìn)步，提高課堂教學(xué)效率。

3.主動(dòng)探究：各小組成員圍繞老師布置的任務(wù)，自主學(xué)習(xí)新知，通過小組討論，確定方法，細(xì)化步驟，形成完成任務(wù)的方案。期間，既有小組內(nèi)的生生互動(dòng)，也有教師在各組之間做好協(xié)調(diào)和幫助，達(dá)到師生互動(dòng)。

4.匯報(bào)展示：各小組完成學(xué)習(xí)任務(wù)中的問題，確定方案，教師根據(jù)觀察交流的情況，請(qǐng)各小組代表匯報(bào)展示各小組的學(xué)習(xí)結(jié)果，既給學(xué)生展示的機(jī)會(huì)，也能在任務(wù)解決過程中暴露思維的缺陷、方法的不足，各小組可以取長(zhǎng)補(bǔ)短，彌補(bǔ)不足，修正和完善方案。

5.形成理論：在探究的過程中，學(xué)生獲得的只是一般經(jīng)驗(yàn)，教師要及時(shí)評(píng)價(jià)，善于引導(dǎo)，讓學(xué)生總結(jié)歸納，將經(jīng)驗(yàn)升華，形成生物學(xué)知識(shí)和理論。教師在學(xué)生回答、匯報(bào)的基礎(chǔ)上，與學(xué)生一起總結(jié)歸納：蛋白質(zhì)工程的基本途徑、蛋白質(zhì)工程流程概念圖、蛋白質(zhì)工程的概念。同學(xué)們由于已有上述的經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，掌握這些教學(xué)內(nèi)容也就水到渠成了。

參考文獻(xiàn)：

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