基于核心問題的高中生物學學思課堂初探
——以“基因指導蛋白質的合成”為例

沈成才 （北京師范大學克拉瑪依附屬學校 新疆克拉瑪依 834000）

1 研究背景及意義

2010年7月，我國頒布的《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020）》中提出：“注重學思結合，倡導啟發式、探究式、討論式、參與式教學，能幫助學生學會學習，激發學生的好奇心，培養學生的興趣愛好，營造獨立思考，自由探索，勇于創新的良好環境”［1］。 孔子曰：“學而不思則罔，思而不學則殆”“疑是思之始，學之端”。 可見，學思課堂的開展需要以核心問題為紐帶。

基于核心問題的學思課堂是依據學生的認知特點， 以核心問題為主線， 將發現問題、 提出問題、分析問題、解決問題貫穿于整個課堂教學中，使學生在學思交替中進行學習的過程。學思并用，循序漸進，可提高學思課堂教學的效率，培養學生的生物學學科素養。本文以“基因指導蛋白質的合成”為具體案例，深入分析基于核心問題的高中生物學學思課堂的教學模式， 以期能為一線教師提供參考與借鑒。

2 研究結果及結論

2.1 明確教學目標，構建思維導圖 生物學課程標準中明確提出，注重學生科學思維能力的培養，而思維導圖則是可以將科學思維可視化的有效組織工具［2］。生物學中復雜抽象的問題，需要依靠良好的邏輯思維和系統的思考能力。因此，明確教學目標，分析教學重、難點，構建科學的思維導圖，能促進高中生物學學思課堂的順利開展。

“基因指導蛋白質的合成”是高中生物學必修2 第4 章第1 節的內容，在學習DNA 復制和基因的本質等內容之后， 進一步闡述基因如何指導蛋白質的合成，也是進一步學習第5 章“基因突變及其他變異”的基礎，所涉及的內容復雜、抽象，涵蓋的名詞、概念較多。 通過構建思維導圖，以基因的表達為核心，將轉錄、密碼子、反密碼子、翻譯，以及DNA 和RNA 的相關內容， 串成一個具有內部邏輯性的思維框架，如圖1。

將思維導圖應用于高中生物學學思課堂，能使教學內容主次分明、 中心突出、 邏輯清晰。 同時，構建思維導圖能幫教師理清教學思路，在課堂教學中清晰呈現思維過程，達到師生的思維共鳴，有助于學生優化、整合學習內容，并主動構建生物學知識體系。

2.2 借助內在邏輯， 突顯核心問題 學起源于思，思起源于疑。 學習是一種基于發現問題、解決問題的思維過程。在學思課堂中，教師的教和學生的學應圍繞核心問題展開， 衍生的子問題也與核心問題密切相關［3］。

據圖1，繪制核心問題和子問題的關聯圖如圖2，可突顯核心問題，統領學思課堂。 基于教學內容和學生的實際認知水平，將核心問題確定為“基因是如何指導蛋白質的合成的”； 基于學生的最近發展區衍生出5 個子問題：“DNA 攜帶的遺傳信息是怎樣傳遞到細胞質中的？ ”“為什么RNA 適于作DNA 的信使？ ”“DNA 的遺傳信息怎樣傳遞給mRNA？”“堿基與氨基酸的對應關系是怎樣的？ ”“當遺傳信息到達細胞質后，細胞如何解讀？ ”在這些子問題下，依據學思課堂的學情和知識的內在邏輯性，產生若干個預設之外的生成性問題，促進學生將零散、抽象的知識內化成自己的生物學概念體系， 激發學生深度思考，打造活力課堂。

圖1 “基因指導蛋白質的合成”的思維導圖

圖2 “基因指導蛋白質的合成”的核心問題和子問題

在中國學生發展核心素養中， 學會學習是六大素養之一。以核心問題為主線，階梯性問題由淺入深，層層推進。 教師不斷切入學生思維的發展區［4］，給予學生思維的動力，引發學生認知沖突，縮短原有認知水平與學習目標的距離， 從而進一步提高學生的學習力，促進學生樂學善學、勤于思考，使學生學會思考、學會學習。

2.3 巧用信息資源，梳理教學流程 生物學是一門與生活息息相關的自然學科， 可通過信息手段搜集與課程相關的生物學前沿知識、新聞熱點、生物科學史等資源，充實學生科學思維的材料，使學生獨立思考、自由探索；也可利用圖片、微視頻、Flash 等現代技術手段， 將抽象的知識直觀化、形象化、動態化，激發學生的學習動機。

在“基因指導蛋白質的合成”一節中，可通過介紹已滅絕的猛犸象的復活計劃，啟思導學，激發學生的學習興趣； 教學過程中涉及到的轉錄和翻譯較為抽象，可用微視頻和動畫將過程直觀化，加深學生對知識的理解； 遺傳密碼的破譯是遺傳史上一個偉大的里程碑， 教師可引導學生搜集和閱讀有關生物科學史的材料， 進而了解遺傳密碼的閱讀方式。 例如科學家克里克第1 個用實驗證明遺傳密碼中3 個堿基編碼1 個氨基酸， 科學家尼倫伯格、 馬太首次破譯第1 個遺傳密碼——苯丙氨酸對應密碼子UUU。 科學家的不懈努力和研究思路可啟發學生對生物科學的認識， 將生物科學史滲透進課堂教學中， 使學生重走科學家的探索之路， 以獨特的視角體會生物學的思維方式和科研方法，增強學生的問題意識，使學生多角度、辯證地分析問題。 學生在“探疑”和“釋疑”的學習過程中，增加了課堂的參與度和課堂生成的有效性，同時，還能培養學生崇尚真知、嚴謹的求知態度，提高學生批判質疑、勇于探究的科學素養。

將信息資源巧妙地融入教學環節中， 圍繞核心問題，按照“設疑—探疑—釋疑”的基本程序，教師引導學生思考與探究，從而提高課堂效率。教學流程如圖3。

圖3 “基因指導蛋白質的合成”的教學流程

2.4 創設多種情境，引導學生參與 在獲取新知的過程中， 將教學內容放置在對比情境、 生活情境、問題情境中，可打破已有認知平衡，喚醒學生的思維，激發學生的興趣和內驅力，促進學生主動參與，使問題迎刃而解。

在“基因指導蛋白質的合成”的課堂引入環節，可用科幻電影 《侏羅紀公園》 的片段引起學生興趣，并提問“能否利用DNA 使恐龍復活？”，創設趣味性情境， 包裹核心問題； 對于教學的重、難點——DNA 復制、轉錄、翻譯的過程，以及RNA適合做“信使”的原因，DNA 和RNA 的比較等，都可通過對比情境加深學生的理解； 而翻譯過程的運載工具——tRNA 具有“三葉草”結構，可比喻成“搬運工”， 翻譯過程中tRNA 上的反密碼子和mRNA 上的密碼子互補配對，如同“牙齒咬合”一般，貼近生活的情境創設，有利于使知識形象化，并拉近師生關系；也可通過問題情境，深化學生對堿基與氨基酸之間的對應關系的思考，例如“游離在細胞質中的氨基酸是怎樣運送到合成蛋白質的生產線上的？ ” “如果你是一名情報工作人員，手中有一本密碼本，即教材中的密碼子表，你會如何譯電？ ”最后，在學生翻譯的推演過程中，完成課堂預設，落實素養教育。

在情境化教學中， 教師利用情境包裹核心問題， 引導學生積極參與， 分層討論， 尊重個體差異。 最終，以核心問題為歸宿，對課堂的生成性和學生的參與度進行多元化評價，落實核心素養，使高中生物學的學思課堂始終在一個科學、 理性的軌道中推進。