顧明輝

摘 要:“有效教學(xué)”是尋求教學(xué)效益的活動(dòng),是關(guān)注學(xué)生成功的活動(dòng)。在有效教學(xué)中,設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)提出高質(zhì)量的問題已成為教學(xué)中極為重要的一個(gè)方面。在生物教學(xué)中,教師要通過提出問題、創(chuàng)設(shè)新異的教學(xué)情境來培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造思維。

關(guān)鍵詞:有效教學(xué);問題設(shè)計(jì);教學(xué)策略

“學(xué)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)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(dǎo)學(xué)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(xué)中由提出問題到解決問題是訓(xùn)練思維的基本過程。在教學(xué)設(shè)計(jì)中,最重要的是教師如何設(shè)計(jì)出有效的問題。

一、圍繞核心知識(shí)設(shè)計(jì)有效問題

圍繞核心概念和核心知識(shí)設(shè)計(jì)有效的問題是教學(xué)設(shè)計(jì)中的核心部分,這些概念和知識(shí)對(duì)理解掌握教學(xué)內(nèi)容起關(guān)鍵的作用。設(shè)計(jì)問題時(shí),通常需要利用學(xué)生熟悉和感興趣的材料來創(chuàng)設(shè)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?jī)?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(yīng)該圍繞“基因突變的概念和特點(diǎn)”來設(shè)計(jì)。為了讓學(xué)生更好地理解基因突變這個(gè)概念,可以這樣進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì):教師投影自拍的花色變異照片,引入基因突變的話題,同時(shí)讓學(xué)生在學(xué)校的“三葉草”草坪中尋找“四葉草”,因?yàn)樵谖鞣降膫鹘y(tǒng)故事里,四葉草代表著“幸運(yùn)”。接著提出問題:為什么會(huì)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(xué)生理解DNA復(fù)制的時(shí)候可能出現(xiàn)差錯(cuò),教學(xué)中可設(shè)計(jì)這樣的情節(jié):讓小學(xué)生抄書,原句為“小陳老師喜歡釣魚”,結(jié)果學(xué)生抄寫時(shí)出現(xiàn)了以下錯(cuò)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(cuò)學(xué)生可能都遇到過,貼近學(xué)生的生活,可以引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,進(jìn)而再讓學(xué)生思考:假如在DNA分子的復(fù)制過程中,發(fā)生了類似的錯(cuò)誤,DNA攜帶的遺傳信息將會(huì)發(fā)生怎樣的變化?可能對(duì)生物體產(chǎn)生什么影響?從而導(dǎo)入“基因突變”的課題。在新授課中,老師提供一個(gè)具體基因突變的實(shí)例:利用多媒體展示正常紅細(xì)胞與鐮刀型紅細(xì)胞的形狀,讓學(xué)生先比較正常和異常紅細(xì)胞的形態(tài),進(jìn)而比較正常和異常的血紅蛋白的一條鏈的一個(gè)片斷,讓學(xué)生先有一個(gè)感性認(rèn)識(shí),再讓學(xué)生根據(jù)已有的知識(shí)推測(cè)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(xué)的具體流程為:學(xué)生看投影,總結(jié)兩種紅細(xì)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(xué)生自由討論交流,對(duì)其原因提出了幾種不同的意見:①紅細(xì)胞形狀的不同是由于血紅蛋白的結(jié)構(gòu)不同。②紅細(xì)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(xì)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(xì)胞血紅蛋白和鐮刀型紅細(xì)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(xué)生比較討論在圖中哪一個(gè)氨基酸發(fā)生了改變,學(xué)生通過觀察比較,找出正常血紅蛋白與鐮刀型紅細(xì)胞的血紅蛋白結(jié)構(gòu)中氨基酸的排列順序。

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

當(dāng)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(rèn)為密碼子的兼并對(duì)生物的生存發(fā)展有什么意義?對(duì)上述問題的分析,主要是讓學(xué)生領(lǐng)悟到堿基對(duì)的替換可以導(dǎo)致基因結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,通常會(huì)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(duì)的替換,就一定能引起表現(xiàn)型的改變。在此基礎(chǔ)上,繼續(xù)探討堿基對(duì)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(gè)問題:①當(dāng)a鏈基因的信息鏈缺失1個(gè)堿基C,使信使RNA單鏈上為絲氨酸編碼的第3個(gè)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(gè)堿基,使信使RNA單鏈上為絲氨酸編碼的3個(gè)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(gè)堿基相比,哪種對(duì)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(diǎn)上增添1個(gè)堿基,對(duì)氨基酸的序列將有什么影響?如果增加2個(gè)或3個(gè),情況又會(huì)怎樣?哪種情況對(duì)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(duì)發(fā)生哪些變化會(huì)引起基因發(fā)生突變?基因突變的實(shí)質(zhì)是什么?提出上述問題,目的是促使學(xué)生歸納和概括,以把握基因突變的實(shí)質(zhì)或內(nèi)涵在于基因結(jié)構(gòu)的改變,領(lǐng)會(huì)基因突變包括堿基對(duì)的增添、缺失或替換。

在設(shè)計(jì)教學(xué)時(shí)必須安排足夠的時(shí)間,引導(dǎo)學(xué)生圍繞核心知識(shí)進(jìn)行思考、探究、討論,教師最后進(jìn)行點(diǎn)評(píng)總結(jié),而對(duì)于一些只需要記憶的零散的、事實(shí)性的知識(shí)則可以適當(dāng)加快教學(xué)速度。

二、針對(duì)不同的知識(shí)設(shè)計(jì)有效問題

按照高中生物課程標(biāo)準(zhǔn),高中生物學(xué)知識(shí)分為基本事實(shí)、概念、原理和規(guī)律等,不同的知識(shí)有不同的要求,設(shè)計(jì)問題的方法也有規(guī)律可循。

(1)對(duì)于“基本事實(shí)”類的,要求學(xué)生理解記憶的,可以設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)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(shí),為考查和幫助學(xué)生回憶初中知識(shí),并將其與實(shí)際操作結(jié)合起來,可設(shè)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(dòng)粗準(zhǔn)焦螺旋行不行?在此基礎(chǔ)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(duì)于“概念”類的,可以設(shè)計(jì)關(guān)于概念的內(nèi)涵、外延、變式、舉例、應(yīng)用等方面的問題。例如酶的概念。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有生物催化作用的有機(jī)物?？梢宰寣W(xué)生自己找出這句話中的3個(gè)要點(diǎn):活細(xì)胞、催化作用、有機(jī)物,這是酶的概念的內(nèi)涵,是酶的本質(zhì)特征,然后引導(dǎo)學(xué)生抓住3個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行舉例分析。學(xué)生會(huì)提出沒有細(xì)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(shí)驗(yàn)在試管里也能順利進(jìn)行等現(xiàn)象,說明學(xué)生已經(jīng)了解了酶的概念的外延,說明教師起到了“引導(dǎo)者”的作用。

(3)對(duì)于“原理”類的,可以重點(diǎn)提問對(duì)原理的理解、應(yīng)用、相關(guān)現(xiàn)象和實(shí)例等問題。例如,對(duì)于“細(xì)胞呼吸”這一原理,可以設(shè)計(jì)以下問題:①根據(jù)細(xì)胞呼吸原理,手指受傷時(shí),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(shí),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(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)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(shí)在培養(yǎng)液中為什么要通入氧氣?⑤為什么要提倡有氧運(yùn)動(dòng),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(duì)于“規(guī)律”類的,可以設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)、推理過程、規(guī)律的內(nèi)涵、適用范圍、應(yīng)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(xué)家遇到這樣一個(gè)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(shè)。1954年有人將這個(gè)問題和通訊技術(shù)中的密碼相類比,提出遺傳密碼設(shè)想。③推測(cè)論證。讓學(xué)生思考:如果1個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,那么4種堿基只能決定幾種氨基酸?如果2個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸,最多只能決定多少種氨基酸?如果每3個(gè)連續(xù)的堿基決定1個(gè)氨基酸,即3個(gè)堿基組成一個(gè)密碼子,則能決定多少種氨基酸?④實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。1961年克里克等設(shè)計(jì)并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),用野生型大腸桿菌噬菌體T4作材料,進(jìn)行誘變處理,從而產(chǎn)生堿基移碼突變。當(dāng)核酸鏈上額外插入1個(gè)堿基時(shí),會(huì)使插入點(diǎn)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(diǎn)全部改變,產(chǎn)生突變效應(yīng)。請(qǐng)學(xué)生思考:假如密碼子的確是由3個(gè)堿基組成的,則可以預(yù)期:加入或減少1或2個(gè)堿基是否會(huì)引起移碼突變?而加入或減少3個(gè)堿基會(huì)是怎樣的結(jié)果?⑤總結(jié)規(guī)律。密碼子由3個(gè)堿基組成,即mRNA上每3個(gè)堿基決定1個(gè)氨基酸。

三、提高問題有效性的策略

1.注意問題要設(shè)在模糊知識(shí)點(diǎn)上

課本中有許多難以辨明的知識(shí)點(diǎn),如果沒有特意提出來,學(xué)生課后就很難掌握。所以,教師應(yīng)在這些模糊知識(shí)點(diǎn)里設(shè)計(jì)問題,讓學(xué)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(xì)胞液、細(xì)胞內(nèi)液、組織液等概念,可以提問:①植物細(xì)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(xì)胞內(nèi)液?血紅蛋白是細(xì)胞內(nèi)液的成分還是細(xì)胞外液的成分?③什么是細(xì)胞外液?細(xì)胞外液是否就是指組織液?唾液、胃液、尿液是否屬于細(xì)胞外液?此外,還有血漿與血清、生長(zhǎng)素和生長(zhǎng)激素、極體與極核的區(qū)分等等,如果教師能在這些知識(shí)點(diǎn)上巧妙地創(chuàng)設(shè)問題,就能使學(xué)生掌握如何鑒別問題并找出有規(guī)律的、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法。

2.注意問題的針對(duì)性

教學(xué)中問題的提出要注意把握火候,要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容、特點(diǎn)、進(jìn)程選擇最佳時(shí)機(jī)設(shè)置適當(dāng)?shù)囊牲c(diǎn),要有針對(duì)性。在上課開始時(shí),學(xué)生的思維由平靜趨向活躍的狀態(tài),應(yīng)多提一些承前啟后的回憶性問題,為新知識(shí)做一些鋪墊,有利于過渡到新課堂;也可以結(jié)合生活實(shí)際,設(shè)置懸念,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、欲望,集中學(xué)生的注意力。例如:在《基因突變》一課開始時(shí),一位教師結(jié)合班級(jí)近視高發(fā)病率情況,提出了一系列問題:“你什么時(shí)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(xué)生回答說是學(xué)習(xí)、上網(wǎng)造成的。又問:“假如你長(zhǎng)大成家后,你的子女會(huì)近視嗎?”這就是我們今天要學(xué)習(xí)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(dǎo)入了新課。當(dāng)學(xué)生的思維處于高度活躍狀態(tài)時(shí),可以多提一些說明性、分析性、探究性和評(píng)價(jià)性的問題。例如:在《生物的進(jìn)化》一課中,學(xué)習(xí)了達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說的中心內(nèi)容后,提出:“在夏天,蚊子很多,開始時(shí)我們用殺蟲劑,效果很好,但是,到夏末時(shí),殺蟲效果怎么就不理想了呢?”這樣有助于分析和理解、應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的內(nèi)容,進(jìn)一步強(qiáng)化興趣、維持積極的思維狀態(tài)。當(dāng)學(xué)生的思維處于由高潮轉(zhuǎn)入低潮時(shí),可以多提一些強(qiáng)調(diào)性、鞏固性、放松性、幽默性的問題。例如:在學(xué)了變異相關(guān)知識(shí)后,可以提問:“兩個(gè)同卵雙胞胎小孩從小分開,一個(gè)寄養(yǎng)在富裕家庭,另一個(gè)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(xué)習(xí)效果。

3.注意問題的啟發(fā)性

啟發(fā)性是教學(xué)的一個(gè)基本原則,要求教師在設(shè)計(jì)問題時(shí)必須重視調(diào)動(dòng)和發(fā)揮學(xué)生的主體作用,誘發(fā)引導(dǎo)學(xué)生展開積極的思維活動(dòng),力求使學(xué)生學(xué)得生動(dòng)、積極,達(dá)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(huì)大量爬出洞穴?”這兩個(gè)問題本質(zhì)上是一樣的,但前者易導(dǎo)致死記硬背,后者在聯(lián)系實(shí)際中讓學(xué)生活用知識(shí),效果自然就好得多。又如:對(duì)課本“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)”這一經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí),在分析完課本實(shí)驗(yàn)并得出結(jié)論后,可進(jìn)一步設(shè)計(jì)如下問題啟發(fā)學(xué)生思考:用32P 標(biāo)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(shí)驗(yàn)的實(shí)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(qiáng)度比理論值略低。①在理論上上層液放射性應(yīng)該為0,其原因是什么?②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)之間存在誤差,對(duì)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行誤差分析,找出可能的原因。在學(xué)生思考后,再進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生分析:在實(shí)驗(yàn)中,從噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng),到用離心機(jī)分離,這一段時(shí)間如果過長(zhǎng)會(huì)使上層液的放射性含量如何變化?其原因是什么?在實(shí)驗(yàn)中如果有一部分噬菌體沒有侵染到大腸桿菌細(xì)胞內(nèi),是否是誤差的來源呢?為什么?這個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過程和理論結(jié)果,課本上都有。但實(shí)驗(yàn)的理論結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致,學(xué)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(shè)疑,變成了一個(gè)非常有思考價(jià)值的問題,對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和思維有很大的啟迪作用。

4.設(shè)計(jì)問題的難度應(yīng)該有梯度

“學(xué)習(xí)的任務(wù)必須適應(yīng)學(xué)生的需要,切合他們的知識(shí)與能力準(zhǔn)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(xué)習(xí)者感到乏味或疲憊?！笔共煌瑢哟蔚膶W(xué)生基于所學(xué)內(nèi)容經(jīng)過努力能夠回答,真正體現(xiàn)出“面向全體學(xué)生”的課程理念。

例如:在執(zhí)教高中生物必修2《遺傳與進(jìn)化》第2章第3節(jié)《伴性遺傳》這一節(jié)內(nèi)容時(shí),為了使學(xué)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(duì)象)的遺傳特點(diǎn),將教學(xué)內(nèi)容轉(zhuǎn)化成了層層遞進(jìn)的問題,供學(xué)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(hào)是色盲患者,其致病基因傳給了Ⅱ代中的幾號(hào)?

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

問題4:為什么Ⅱ代3號(hào)和5號(hào)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(xué)生探究出人類紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)后,再給出抗VD佝僂病的家系,讓學(xué)生自行提出問題并進(jìn)行探究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)學(xué)生都能提出與老師給出的問題相類似的問題進(jìn)行探究,并得出了正確的結(jié)論。

總之,在生物課教學(xué)中,可通過設(shè)計(jì)有效教學(xué)問題,引導(dǎo)學(xué)生有效學(xué)習(xí)。正確運(yùn)用設(shè)計(jì)有效問題的策略,有助于積極開展教與學(xué)的雙邊活動(dòng),有助于提高課堂教學(xué)效果,從而順利實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)目標(biāo)。

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