淺議新高考改革生物選修教材中知識(shí)點(diǎn)整合

周小平 劉盾 袁蕾

【摘要】高中生物知識(shí)點(diǎn)是零散的、繁多的，為了牢固掌握基礎(chǔ)知識(shí)和主干知識(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)進(jìn)行整合，通過串聯(lián)的方式來梳理。新高考改革背景下需要學(xué)生內(nèi)化知識(shí)，形成對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，以便在應(yīng)用時(shí)做到得心應(yīng)手。通過學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的整合，學(xué)生會(huì)積極加工和處理知識(shí)，在思考中進(jìn)行知識(shí)的綜合性應(yīng)用，提高學(xué)生的自主探究能力，實(shí)現(xiàn)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)的提高。以《PCR技術(shù)》為例，探究了新高考改革生物選修教材中知識(shí)點(diǎn)的整合，促進(jìn)學(xué)生掌握知識(shí)的內(nèi)在規(guī)律。

【關(guān)鍵詞】高中生物 新高考 知識(shí)點(diǎn) 整合

知識(shí)整合是學(xué)生對(duì)知識(shí)的重新加工和處理，是學(xué)生對(duì)生物學(xué)科內(nèi)部理論知識(shí)進(jìn)行重新整合，會(huì)促進(jìn)學(xué)生綜合運(yùn)用已經(jīng)掌握的知識(shí)去建構(gòu)知識(shí)框架，形成系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)，構(gòu)建知識(shí)專題。教師要以新高考為方向，引導(dǎo)學(xué)生有條理，系統(tǒng)地建構(gòu)知識(shí)框架，促進(jìn)學(xué)生把知識(shí)融合起來，正確而有效地應(yīng)用知識(shí)。學(xué)生能夠把零散的知識(shí)點(diǎn)系統(tǒng)地串聯(lián)起來，由點(diǎn)到面形成一張知識(shí)網(wǎng)，會(huì)促進(jìn)學(xué)生在應(yīng)用時(shí)信手拈來，選擇自己需要的知識(shí)。在整合知識(shí)點(diǎn)過程中，強(qiáng)調(diào)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位，有利于學(xué)生主動(dòng)夾攻之勢(shì)，提高應(yīng)用能力，進(jìn)而提高學(xué)習(xí)效率。學(xué)生整合知識(shí)點(diǎn)的過程是面向全體學(xué)生的，會(huì)促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性，鼓勵(lì)學(xué)生在對(duì)知識(shí)的加工中內(nèi)化知識(shí)，形成理性認(rèn)識(shí)

一、有效整合基礎(chǔ)知識(shí)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)

為了促進(jìn)學(xué)生有效整合知識(shí)，教師要引導(dǎo)學(xué)生把零散孤立的知識(shí)點(diǎn)科學(xué)地構(gòu)建成合理的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生理解知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系，了解知識(shí)的來龍去脈。學(xué)生理解了知識(shí)要點(diǎn)和內(nèi)在聯(lián)系會(huì)通過邏輯思考的方式思考它們之間的邏輯關(guān)系，劃分出有層次、有組織的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。有了知識(shí)網(wǎng)絡(luò)會(huì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)進(jìn)行儲(chǔ)存和提取信息，在應(yīng)用時(shí)輕松地遷移和運(yùn)用，掌握好知識(shí)的交匯點(diǎn)。通過教師的指導(dǎo)會(huì)使學(xué)生參與到學(xué)習(xí)過程中，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)整合基礎(chǔ)知識(shí)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖。

例如，在學(xué)習(xí)pcr技術(shù)時(shí)，學(xué)生通過探究會(huì)了解到pcr是指在DNA聚合酶催化下，以母鏈DNA為模板，以特定引物為延伸起點(diǎn)，通過特定步驟，體外復(fù)制處母鏈模板DNA互補(bǔ)的子鏈DNA過程。PCR技術(shù)的基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。總結(jié)中，學(xué)生也會(huì)認(rèn)識(shí)到pcr由變性--退火--延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成，包括了模板DNA的變性，模板DNA與引物的退火，引物的延伸。pcr的最大特點(diǎn)就是將微量的DNA大幅增加。探究中，學(xué)生也會(huì)了解PCR的成分和作用。在學(xué)生了解了這些基礎(chǔ)知識(shí)后，教師可以提出問題，如當(dāng)通過變性、退火、延伸這三個(gè)步驟后，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？思考中，學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到變性就是通過加熱使模板DNA的雙鏈之間的氫鍵斷裂，雙鏈分開而成單鏈的過程。退火是當(dāng)溫度降低時(shí)，引物與模板DNA中互補(bǔ)區(qū)域結(jié)合成雜交分子。教師還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)pcr反應(yīng)體系中的Taq酶，DNA模板，四種脫氧核苷酸，緩沖體系和能量等知識(shí)進(jìn)行整合。思考中學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到這三個(gè)步驟是一個(gè)循環(huán)，每一個(gè)循環(huán)的產(chǎn)物都可以作為下一個(gè)循環(huán)的模板，經(jīng)過多次循環(huán)后，目標(biāo)DNA以2n的形式增加。

通過學(xué)生對(duì)教師問題的思考和總結(jié)，學(xué)生會(huì)內(nèi)化知識(shí)，形成對(duì)pcr技術(shù)的理性認(rèn)識(shí)，梳理知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，形成知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖，形成系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)。通過知識(shí)點(diǎn)的整合，會(huì)使學(xué)生建構(gòu)出系統(tǒng)的知識(shí)框架，形成客觀性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的理解能力，這是課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施的核心任務(wù)，會(huì)提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。這是新課改的理念，需要建立在學(xué)生系統(tǒng)而完整的知識(shí)體系基礎(chǔ)知識(shí)之上。如果沒有系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)作為保證，學(xué)生很難在應(yīng)用時(shí)靈活應(yīng)用，形成自己的理解，創(chuàng)新表達(dá)更是無從談起。

二、找出有關(guān)聯(lián)的知識(shí)，形成知識(shí)專題

通過學(xué)生對(duì)知識(shí)的總結(jié)和思考，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)高中生物中關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的知識(shí)是非常多的，有時(shí)會(huì)散布在不同單元中。學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)整體性認(rèn)識(shí)會(huì)促進(jìn)學(xué)生形成知識(shí)專題，在思考中感受到知識(shí)間的聯(lián)系，通過探究的方式內(nèi)化知識(shí)。學(xué)生要學(xué)會(huì)把有關(guān)的知識(shí)都聯(lián)系起來，形成只是專題，感受生物知識(shí)間的密切聯(lián)系。

例如，在學(xué)習(xí)pcr技術(shù)時(shí)，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)這些知識(shí)與以往學(xué)習(xí)過的遺傳因子的發(fā)現(xiàn)、基因和染色體的關(guān)系、減數(shù)分裂、基因分離定律都有關(guān)系。為了系統(tǒng)而完整地掌握pcr技術(shù)應(yīng)該從減數(shù)分裂過程及豌豆雜交實(shí)驗(yàn)詳細(xì)探究，并把伴性遺傳的遺傳系譜圖分析清楚，這樣會(huì)方便學(xué)生理解pcr概念、原理、技術(shù)參數(shù)、操作步驟、應(yīng)用和維護(hù)與保養(yǎng)，有利于學(xué)生在探究中建構(gòu)出系統(tǒng)而完整的知識(shí)框架，形成科學(xué)認(rèn)識(shí)。通過專題知識(shí)總結(jié)，學(xué)生會(huì)認(rèn)識(shí)到pcr技術(shù)時(shí)通過模擬體內(nèi)DNA復(fù)制的方式，在體外選擇性地將DNA某個(gè)特殊區(qū)域擴(kuò)增出來的技術(shù)。學(xué)生把相關(guān)的知識(shí)總結(jié)出來，就會(huì)建立知識(shí)間的聯(lián)系，了解知識(shí)間的關(guān)系，建構(gòu)出屬于自己的知識(shí)專題。專題總結(jié)會(huì)促進(jìn)學(xué)生將知識(shí)系統(tǒng)化，了解知識(shí)間的關(guān)系，通過總結(jié)的方式形成有效的知識(shí)整合，促進(jìn)學(xué)生在探究中建構(gòu)知識(shí)框架。在探究pcr概念時(shí)，學(xué)生會(huì)了解關(guān)于pcr的基礎(chǔ)性知識(shí)，在分析原理時(shí)，學(xué)生會(huì)了解pcr技術(shù)的本質(zhì);通過思考的方式理解技術(shù)參數(shù)，了解操作步驟，在整合中形成對(duì)知識(shí)的全面認(rèn)識(shí)。通過學(xué)生對(duì)知識(shí)的總結(jié)，學(xué)生會(huì)理解專題性知識(shí)，感受到學(xué)習(xí)的快樂和樂趣，形成客觀性認(rèn)識(shí)。

三、進(jìn)行學(xué)科之間整合，彼此滲透融合

新課改倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，重在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，使學(xué)生通過對(duì)知識(shí)的整合形成自己的創(chuàng)新性認(rèn)識(shí)，提高加工知識(shí)和處理知識(shí)的能力。而且教師要引導(dǎo)學(xué)生把知識(shí)聯(lián)系起來，能夠通過跨學(xué)科應(yīng)用和理解來更好地探究知識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提高。通過學(xué)生對(duì)知識(shí)的跨學(xué)科整合，會(huì)開闊學(xué)生的視野，使學(xué)生從不同的角度，通過不同的方式來探究問題，促進(jìn)學(xué)生在思考中形成深刻認(rèn)識(shí)。

生物pcr技術(shù)中涉及到很多其他學(xué)科知識(shí)。比如，探究pcr技術(shù)的發(fā)展簡(jiǎn)史時(shí)，學(xué)生會(huì)了解到人類對(duì)核酸的研究已經(jīng)有100多年的歷史了，在美國(guó)科學(xué)家Kary Mullis經(jīng)過努力發(fā)明了pcr技術(shù)，Keohanog通過對(duì)所使用的酶的改進(jìn)，提高了擴(kuò)增的真實(shí)性。而后，Saiki等又提取了一種耐熱的DNA聚合酶，擴(kuò)增了pcr技術(shù)的效率……通過對(duì)發(fā)展史的探究，學(xué)生了解了一些歷史知識(shí)。當(dāng)探究工作原理和反應(yīng)特點(diǎn)時(shí)，學(xué)生需要了解一些化學(xué)知識(shí);在進(jìn)行計(jì)算和數(shù)據(jù)比對(duì)時(shí)，學(xué)生又需要整合數(shù)學(xué)方面的知識(shí)。學(xué)生參與到探究過程中，會(huì)成為課堂主體，在思考中感悟，在分析中理解，明確知識(shí)間的聯(lián)系。學(xué)生通過思考會(huì)認(rèn)識(shí)到各學(xué)科之間是相互聯(lián)系，相互滲透的，促進(jìn)學(xué)生把知識(shí)系統(tǒng)化，建構(gòu)知識(shí)體系，加深對(duì)知識(shí)的理解和認(rèn)識(shí)。學(xué)生理解了知識(shí)會(huì)實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的靈活運(yùn)用，提高學(xué)生的知識(shí)遷移能力。

四、理論與實(shí)驗(yàn)的整合，提高動(dòng)手能力

實(shí)驗(yàn)是幫助學(xué)生理解生物知識(shí)，感受生物探究樂趣的一種很好學(xué)習(xí)方式。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)參與其中，主動(dòng)模擬，主動(dòng)驗(yàn)證，通過探究和思考的方式重視知識(shí)的學(xué)習(xí)和體驗(yàn)，在思考中內(nèi)化知識(shí)。教師要重視實(shí)驗(yàn)在生物學(xué)習(xí)中的重要性，并引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中掌握知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生通過直觀性的實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成理性認(rèn)識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會(huì)遇到很多突發(fā)情況或者是他們沒有想到的情況，面對(duì)這些意外，教師要抓住這些機(jī)會(huì)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考，主動(dòng)探究，促進(jìn)學(xué)生通過動(dòng)手的方式建構(gòu)知識(shí)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中也會(huì)了解實(shí)驗(yàn)方法，如模型建構(gòu)法、假說-演繹法、類比推理法等，促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，在實(shí)踐中提高能力。例如，在pcr技術(shù)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生也會(huì)遇到一些常見的問題，如沒有擴(kuò)增產(chǎn)物，學(xué)生會(huì)看不到循環(huán)溫度，如變性溫度和退火溫度;還有的學(xué)生會(huì)遇到DNA聚合酶活性、抑制性成份、DNA樣品等問題。面對(duì)不同的問題，只有學(xué)生主動(dòng)思考，積極動(dòng)手，才能夠在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題，通過自主思考和思考的方式來解決問題，實(shí)現(xiàn)學(xué)生能力的提高。理論和實(shí)驗(yàn)的整合為學(xué)生提供了反思的舞臺(tái)，有利于學(xué)生將知識(shí)重新整合。通過學(xué)生的動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和操作，學(xué)生才能夠?qū)?shí)驗(yàn)過程中的每一個(gè)步驟了如指掌，明確實(shí)驗(yàn)操作的具體步驟和過程，形成自己的認(rèn)識(shí)。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生會(huì)把理論知識(shí)與實(shí)驗(yàn)整合，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力和對(duì)知識(shí)的理解能力，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的提高。

五、知識(shí)和生活的整合，感受知識(shí)價(jià)值

為了促進(jìn)學(xué)生能夠把地理知識(shí)于現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系起來，教師要引導(dǎo)學(xué)生了解相關(guān)的學(xué)習(xí)方向，促進(jìn)學(xué)生通過主動(dòng)加工的方式內(nèi)化知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在參與中達(dá)到對(duì)知識(shí)的靈活應(yīng)用。生物知識(shí)在生活中的應(yīng)用是非常廣泛的，通過學(xué)生把知識(shí)和生活相整合，學(xué)生會(huì)了解生物知識(shí)在生活中的應(yīng)用，主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí)，了解知識(shí)，并應(yīng)用知識(shí)。學(xué)習(xí)了pcr技術(shù)，學(xué)生會(huì)看到在生活中的基因克隆、基因診斷、基因治療、基因工程產(chǎn)品、法醫(yī)學(xué)檢測(cè)、人類學(xué)研究等方面都可以應(yīng)用pcr技術(shù)。如果把pcr技術(shù)恰當(dāng)應(yīng)用，可以給人類帶來很大的便利，豐富人們的生活。教師要指導(dǎo)學(xué)生在知識(shí)整合過程中不僅了解知識(shí)的前因后果，了解知識(shí)規(guī)律，還要引導(dǎo)學(xué)生去探究知識(shí)在生活中的應(yīng)用，使學(xué)生能夠?qū)W以致用，達(dá)到熟練應(yīng)用的目的。當(dāng)學(xué)生能夠把知識(shí)和生活中的應(yīng)用整合起來，說明學(xué)生了解了知識(shí)的應(yīng)用方法和應(yīng)用策略，會(huì)促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考，積極判斷。例如，學(xué)習(xí)pcr技術(shù)后，學(xué)生會(huì)了解遺傳病的診斷。如地中海式貧血就是基因缺失、插入或置換等出現(xiàn)了問題，導(dǎo)致珠蛋白鏈合成不平衡，使正常人和病人表現(xiàn)出了不同的特征。當(dāng)學(xué)生能夠把知識(shí)與生活結(jié)合起來后，學(xué)生就會(huì)成為學(xué)習(xí)主體，在實(shí)踐中提高能力，學(xué)會(huì)靈活應(yīng)用知識(shí)。

總之，通過學(xué)生把pcr技術(shù)在生物教學(xué)中進(jìn)行整合，學(xué)生會(huì)學(xué)會(huì)深入研究和思考，促進(jìn)學(xué)生把知識(shí)聯(lián)系起來，充分挖掘知識(shí)的內(nèi)涵和本質(zhì)。學(xué)生在探究中不僅會(huì)了解知識(shí)，而且還會(huì)提高獲取信息和知識(shí)的方法，培養(yǎng)了學(xué)生的能力，會(huì)提高學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。學(xué)生主動(dòng)地進(jìn)行知識(shí)整合會(huì)實(shí)現(xiàn)學(xué)生探究能力和分析能力的提高，促進(jìn)學(xué)生在對(duì)知識(shí)的推理判斷中深化知識(shí)，形成客觀性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。

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