顧明輝

摘 要:“有效教學”是尋求教學效益的活動,是關(guān)注學生成功的活動。在有效教學中,設計有效問題是關(guān)鍵所在。因此,在新課程改革的要求下,如何設計提出高質(zhì)量的問題已成為教學中極為重要的一個方面。在生物教學中,教師要通過提出問題、創(chuàng)設新異的教學情境來培養(yǎng)學生的創(chuàng)造思維。

關(guān)鍵詞:有效教學;問題設計;教學策略

“學起于思,思源于疑?！彼季S總是從解決問題開始的。國家生物課程標準研制組核心成員趙占良老師在接受人教網(wǎng)生物欄目記者的提問時指出:“探究發(fā)端于問題,在課堂上教師能否提出有效的問題,能否引導學生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題是一節(jié)課成敗的關(guān)鍵,在一定程度上關(guān)系到課程改革的成敗?！苯虒W中由提出問題到解決問題是訓練思維的基本過程。在教學設計中,最重要的是教師如何設計出有效的問題。

一、圍繞核心知識設計有效問題

圍繞核心概念和核心知識設計有效的問題是教學設計中的核心部分,這些概念和知識對理解掌握教學內(nèi)容起關(guān)鍵的作用。設計問題時,通常需要利用學生熟悉和感興趣的材料來創(chuàng)設情境。

以《基因突變》一節(jié)為例。這節(jié)課中,“基因突變”的概念是理解掌握全部內(nèi)容的關(guān)鍵,因此被確定為本節(jié)的核心概念,這節(jié)課的問題就應該圍繞“基因突變的概念和特點”來設計。為了讓學生更好地理解基因突變這個概念,可以這樣進行教學設計:教師投影自拍的花色變異照片,引入基因突變的話題,同時讓學生在學校的“三葉草”草坪中尋找“四葉草”,因為在西方的傳統(tǒng)故事里,四葉草代表著“幸運”。接著提出問題:為什么會出現(xiàn)花色的變異?三葉坪中出現(xiàn)“四葉草”的原因是什么?

為了讓學生理解DNA復制的時候可能出現(xiàn)差錯,教學中可設計這樣的情節(jié):讓小學生抄書,原句為“小陳老師喜歡釣魚”,結(jié)果學生抄寫時出現(xiàn)了以下錯誤:①小陳老師喜歡鉤魚。②小陳老師喜歡魚。③小陳老師喜歡釣小魚。抄書出錯學生可能都遇到過,貼近學生的生活,可以引起學生的學習興趣,進而再讓學生思考:假如在DNA分子的復制過程中,發(fā)生了類似的錯誤,DNA攜帶的遺傳信息將會發(fā)生怎樣的變化?可能對生物體產(chǎn)生什么影響?從而導入“基因突變”的課題。在新授課中,老師提供一個具體基因突變的實例:利用多媒體展示正常紅細胞與鐮刀型紅細胞的形狀,讓學生先比較正常和異常紅細胞的形態(tài),進而比較正常和異常的血紅蛋白的一條鏈的一個片斷,讓學生先有一個感性認識,再讓學生根據(jù)已有的知識推測蛋白質(zhì)改變是由于mRNA上的密碼子改變,密碼子改變是由于DNA上的堿基發(fā)生改變。教學的具體流程為:學生看投影,總結(jié)兩種紅細胞在形態(tài)上存在著哪些差異,討論其不同的原因是什么?學生自由討論交流,對其原因提出了幾種不同的意見:①紅細胞形狀的不同是由于血紅蛋白的結(jié)構(gòu)不同。②紅細胞形狀的不同可能是由于構(gòu)成血紅蛋白的氨基酸種類、排列順序、蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)的不同等原因引起。③紅細胞的形狀不同根本原因是由于控制合成血紅蛋白的基因發(fā)生了改變。然后老師用多媒體展示正常紅細胞血紅蛋白和鐮刀型紅細胞血紅蛋白中的部分氨基酸的排列順序:

纈氨酸-組氨酸-亮氨酸-蘇氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-賴氨酸…………正常

纈氨酸-組氨酸-亮氨酸-蘇氨酸-脯氨酸-纈氨酸-谷氨酸-賴氨酸…………異常

讓學生比較討論在圖中哪一個氨基酸發(fā)生了改變,學生通過觀察比較,找出正常血紅蛋白與鐮刀型紅細胞的血紅蛋白結(jié)構(gòu)中氨基酸的排列順序。

讓學生查閱密碼子表,完成鐮刀型細胞貧血癥病因分析圖解,并按圖解說明鐮刀型細胞貧血癥的病因,想一想它能否遺傳?如何遺傳?

當血紅蛋白基因的(CTT/GAA)→突變(CTC/GAG) ,編碼的氨基酸是否發(fā)生改變?你認為密碼子的兼并對生物的生存發(fā)展有什么意義?對上述問題的分析,主要是讓學生領悟到堿基對的替換可以導致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,通常會引起一定的表現(xiàn)型變化,但并非一旦發(fā)生了這類堿基對的替換,就一定能引起表現(xiàn)型的改變。在此基礎上,繼續(xù)探討堿基對的缺失或增加——血紅蛋白α鏈基因的信息鏈移碼突變正常血紅蛋白a鏈從137~141位氨基酸序列及密碼子序列為:

密碼子順序:ACC UCC AAA UAC CGU UAA

氨基酸順序:蘇氨酸 絲氨酸 賴氨酸 酪氨酸 精氨酸 終止

老師提出以下3個問題:①當a鏈基因的信息鏈缺失1個堿基C,使信使RNA單鏈上為絲氨酸編碼的第3個堿基C缺失,翻譯成的氨基酸序列將如何變化?②假若α鏈基因的信息鏈缺失3個堿基,使信使RNA單鏈上為絲氨酸編碼的3個堿基都缺失,翻譯成的氨基酸序列將如何變化?這種變化與缺失1個堿基相比,哪種對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的影響較大?③想一想,如果在α鏈基因的信息鏈某一位點上增添1個堿基,對氨基酸的序列將有什么影響?如果增加2個或3個,情況又會怎樣?哪種情況對蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)影響較小?

歸納概括DNA分子中的堿基對發(fā)生哪些變化會引起基因發(fā)生突變?基因突變的實質(zhì)是什么?提出上述問題,目的是促使學生歸納和概括,以把握基因突變的實質(zhì)或內(nèi)涵在于基因結(jié)構(gòu)的改變,領會基因突變包括堿基對的增添、缺失或替換。

在設計教學時必須安排足夠的時間,引導學生圍繞核心知識進行思考、探究、討論,教師最后進行點評總結(jié),而對于一些只需要記憶的零散的、事實性的知識則可以適當加快教學速度。

二、針對不同的知識設計有效問題

按照高中生物課程標準,高中生物學知識分為基本事實、概念、原理和規(guī)律等,不同的知識有不同的要求,設計問題的方法也有規(guī)律可循。

(1)對于“基本事實”類的,要求學生理解記憶的,可以設計問題引導學生關(guān)注熟悉的事物和現(xiàn)象,幫助記憶。例如,在教“高倍顯微鏡的使用步驟和要求”時,為考查和幫助學生回憶初中知識,并將其與實際操作結(jié)合起來,可設置以下問題:①低倍鏡和高倍鏡相比哪種視野更大?更明亮?為什么?②為什么要先用低倍鏡觀察清楚后把要放大的物像移至到視野的中央,再換高倍鏡觀察?③用轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)過高倍鏡后,再轉(zhuǎn)動粗準焦螺旋行不行?在此基礎上,師生共同歸納總結(jié)出高倍顯微鏡的使用步驟和要求。

(2)對于“概念”類的,可以設計關(guān)于概念的內(nèi)涵、外延、變式、舉例、應用等方面的問題。例如酶的概念。酶是活細胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機物?？梢宰寣W生自己找出這句話中的3個要點:活細胞、催化作用、有機物,這是酶的概念的內(nèi)涵,是酶的本質(zhì)特征,然后引導學生抓住3個要點進行舉例分析。學生會提出沒有細胞結(jié)構(gòu)的病毒就不能產(chǎn)生酶;在生物體外酶能發(fā)揮作用,如唾液淀粉酶的催化實驗在試管里也能順利進行等現(xiàn)象,說明學生已經(jīng)了解了酶的概念的外延,說明教師起到了“引導者”的作用。

(3)對于“原理”類的,可以重點提問對原理的理解、應用、相關(guān)現(xiàn)象和實例等問題。例如,對于“細胞呼吸”這一原理,可以設計以下問題:①根據(jù)細胞呼吸原理,手指受傷時,選擇包扎的消毒紗布在透氣性上有什么要求?②貯存干種子時,為什么要做到“三低”,即低溫、低氧(避免無氧呼吸產(chǎn)生酒精)、低水?蔬菜和水果長時間儲藏、保鮮為什么要低溫、低氧、濕度適中?③為什么溫室內(nèi)栽培的作物,夜間要降低溫度?④無土栽培時在培養(yǎng)液中為什么要通入氧氣?⑤為什么要提倡有氧運動,如步行、慢跑、游泳、騎自行車、打太極拳、做韻律操等?⑥在人工種植的密林中,適度砍伐為什么有利于提高木材產(chǎn)量?

(4)對于“規(guī)律”類的,可以設計相關(guān)實驗、推理過程、規(guī)律的內(nèi)涵、適用范圍、應用等問題。以遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)為例說明。①提出問題。在中心法則建立過程中,科學家遇到這樣一個問題:mRNA上的4種堿基是怎樣決定蛋白質(zhì)中20種氨基酸的?②猜想假設。1954年有人將這個問題和通訊技術(shù)中的密碼相類比,提出遺傳密碼設想。③推測論證。讓學生思考:如果1個堿基決定1個氨基酸,那么4種堿基只能決定幾種氨基酸?如果2個堿基決定1個氨基酸,最多只能決定多少種氨基酸?如果每3個連續(xù)的堿基決定1個氨基酸,即3個堿基組成一個密碼子,則能決定多少種氨基酸?④實驗檢驗。1961年克里克等設計并進行了實驗,用野生型大腸桿菌噬菌體T4作材料,進行誘變處理,從而產(chǎn)生堿基移碼突變。當核酸鏈上額外插入1個堿基時,會使插入點以后的所有密碼都發(fā)生改變,則合成的蛋白質(zhì)氨基酸順序也從這一點全部改變,產(chǎn)生突變效應。請學生思考:假如密碼子的確是由3個堿基組成的,則可以預期:加入或減少1或2個堿基是否會引起移碼突變?而加入或減少3個堿基會是怎樣的結(jié)果?⑤總結(jié)規(guī)律。密碼子由3個堿基組成,即mRNA上每3個堿基決定1個氨基酸。

三、提高問題有效性的策略

1.注意問題要設在模糊知識點上

課本中有許多難以辨明的知識點,如果沒有特意提出來,學生課后就很難掌握。所以,教師應在這些模糊知識點里設計問題,讓學生思考,在尋找答案中辨明是非、總結(jié)規(guī)律。如:為了區(qū)分細胞液、細胞內(nèi)液、組織液等概念,可以提問:①植物細胞液泡內(nèi)的水狀液體叫什么?主要成分是什么?②什么是細胞內(nèi)液?血紅蛋白是細胞內(nèi)液的成分還是細胞外液的成分?③什么是細胞外液?細胞外液是否就是指組織液?唾液、胃液、尿液是否屬于細胞外液?此外,還有血漿與血清、生長素和生長激素、極體與極核的區(qū)分等等,如果教師能在這些知識點上巧妙地創(chuàng)設問題,就能使學生掌握如何鑒別問題并找出有規(guī)律的、科學的學習方法。

2.注意問題的針對性

教學中問題的提出要注意把握火候,要根據(jù)教學內(nèi)容、特點、進程選擇最佳時機設置適當?shù)囊牲c,要有針對性。在上課開始時,學生的思維由平靜趨向活躍的狀態(tài),應多提一些承前啟后的回憶性問題,為新知識做一些鋪墊,有利于過渡到新課堂;也可以結(jié)合生活實際,設置懸念,激發(fā)學生的學習興趣、欲望,集中學生的注意力。例如:在《基因突變》一課開始時,一位教師結(jié)合班級近視高發(fā)病率情況,提出了一系列問題:“你什么時候得近視的?你的爸媽近視嗎?”在得到否定的回答后,又問:“你的近視是怎么造成的呢?”有些學生回答說是學習、上網(wǎng)造成的。又問:“假如你長大成家后,你的子女會近視嗎?”這就是我們今天要學習的內(nèi)容。通過一組問題的問與答既激發(fā)了興趣,又自然地導入了新課。當學生的思維處于高度活躍狀態(tài)時,可以多提一些說明性、分析性、探究性和評價性的問題。例如:在《生物的進化》一課中,學習了達爾文的自然選擇學說的中心內(nèi)容后,提出:“在夏天,蚊子很多,開始時我們用殺蟲劑,效果很好,但是,到夏末時,殺蟲效果怎么就不理想了呢?”這樣有助于分析和理解、應用所學知識的內(nèi)容,進一步強化興趣、維持積極的思維狀態(tài)。當學生的思維處于由高潮轉(zhuǎn)入低潮時,可以多提一些強調(diào)性、鞏固性、放松性、幽默性的問題。例如:在學了變異相關(guān)知識后,可以提問:“兩個同卵雙胞胎小孩從小分開,一個寄養(yǎng)在富裕家庭,另一個寄養(yǎng)在貧窮家庭中,15年后他們哪些性狀可能相同,哪些性狀可能不相同?”這樣可以營造出輕松、活躍的氛圍,提高學習效果。

3.注意問題的啟發(fā)性

啟發(fā)性是教學的一個基本原則,要求教師在設計問題時必須重視調(diào)動和發(fā)揮學生的主體作用,誘發(fā)引導學生展開積極的思維活動,力求使學生學得生動、積極,達到啟迪智慧、提高能力的目的。例如:“蚯蚓是怎樣通過體表呼吸的?”這一問可改為“為什么下雨后蚯蚓會大量爬出洞穴?”這兩個問題本質(zhì)上是一樣的,但前者易導致死記硬背,后者在聯(lián)系實際中讓學生活用知識,效果自然就好得多。又如:對課本“噬菌體侵染細菌的實驗”這一經(jīng)典實驗的學習,在分析完課本實驗并得出結(jié)論后,可進一步設計如下問題啟發(fā)學生思考:用32P 標記的噬菌體侵染大腸桿菌,在理論上清液中不含放射性,下層沉淀物中具有很高的放射性;而實驗的實際最終結(jié)果顯示:在離心的上層液體中,也具有一定的放射性,而下層的放射性強度比理論值略低。①在理論上上層液放射性應該為0,其原因是什么?②實驗數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間存在誤差,對實驗過程進行誤差分析,找出可能的原因。在學生思考后,再進一步引導學生分析:在實驗中,從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng),到用離心機分離,這一段時間如果過長會使上層液的放射性含量如何變化?其原因是什么?在實驗中如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細胞內(nèi),是否是誤差的來源呢?為什么?這個經(jīng)典實驗的過程和理論結(jié)果,課本上都有。但實驗的理論結(jié)果和實驗結(jié)果是否一致,學生很少能留意思考,教材上也沒有明確的答案。經(jīng)過教師的設疑,變成了一個非常有思考價值的問題,對學生的學習和思維有很大的啟迪作用。

4.設計問題的難度應該有梯度

“學習的任務必須適應學生的需要,切合他們的知識與能力準備,既不能過深而夠不著,又不能由于缺乏挑戰(zhàn)性、新穎性而使學習者感到乏味或疲憊?！笔共煌瑢哟蔚膶W生基于所學內(nèi)容經(jīng)過努力能夠回答,真正體現(xiàn)出“面向全體學生”的課程理念。

例如:在執(zhí)教高中生物必修2《遺傳與進化》第2章第3節(jié)《伴性遺傳》這一節(jié)內(nèi)容時,為了使學生能夠自主探究出人類紅綠色盲(以人教版教材提供的家系圖作為探究對象)的遺傳特點,將教學內(nèi)容轉(zhuǎn)化成了層層遞進的問題,供學生自主探究。

問題1:家系中患病者的性別是什么?色盲遺傳與什么有關(guān)?

問題2:Ⅰ代中的1號是色盲患者,其致病基因傳給了Ⅱ代中的幾號?

問題3:Ⅰ代中的1號是否將自己的色盲基因傳給了Ⅱ代2號?紅綠色盲基因位于什么染色體上?

問題4:為什么Ⅱ代3號和5號有色盲基因而沒有表現(xiàn)出色盲?

問題5:從圖中看出,只有男性才表現(xiàn)為紅綠色盲,是否一定只有男性才患色盲?為什么?

問題6:人類紅綠色盲的遺傳規(guī)律是什么?

在學生探究出人類紅綠色盲的遺傳特點后,再給出抗VD佝僂病的家系,讓學生自行提出問題并進行探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學生都能提出與老師給出的問題相類似的問題進行探究,并得出了正確的結(jié)論。

總之,在生物課教學中,可通過設計有效教學問題,引導學生有效學習。正確運用設計有效問題的策略,有助于積極開展教與學的雙邊活動,有助于提高課堂教學效果,從而順利實現(xiàn)課堂教學目標。

[參考文獻]

[1]鐘啟泉.“有效教學”研究的價值[J].教育研究,2007(6).

[2]趙風鷹.淺議高中生物學課有效課堂提問[J].生物學通報,2009(6).

[3]曾鵬光.淺析高中生物學中有關(guān)的生物學原理及其運用[J].生物學教學,2008(12).

[4]姚寶駿,陸建身.生物學課堂教學如何應用科學的提問策略[J]. 生物學教學,2008(2).

[5]崔鳳娥,崔朋賓.強化六種意識,實現(xiàn)有效教學[J].生物學教學,2009(2).

[6]李繡蘭.應用生物學史促進課堂教學有效性[J].生物學教學,2008(10).

[7]包虹.有效教學理念下“基因的結(jié)構(gòu)”一節(jié)的教學設計及反思[J].生物學教學,2008(4).(責任編輯:符 潔)