问题驱动策略在生物教学中的应用——以“基因指导蛋白质的合成”一节为例，本文主要内容关键词为：为例论文,蛋白质论文,基因论文,策略论文,生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
建构主义理论认为，学习的过程是学生自己建构知识的过程，这种建构无法由他人来替代，这就决定了自主学习和合作探究应成为整个教学过程的核心环节，并贯穿教学过程的始终。“问题驱动”策略正是一种建立在建构主义理论基础上的教学方法，它强调把学习设置到有意义、有兴趣的问题情境中，让学生通过自主、合作探究学习隐含于问题背后的科学知识，建构起稳固而灵活的知识基础，形成有效地解决问题的技能。“问题驱动”把教与学、教师的主导作用与学生的主体作用有机结合起来，使学生的学习富有意义和挑战性，能更好地发展学生自主学习和合作探究能力。本文以人教版必修2第4章第1节“基因指导蛋白质的合成”为例，阐述在生物教学中如何有效应用问题驱动策略。 一、创设情境导入主问题 英国教育家罗素说过：“一切学科本质上应该从心智启迪开始。教学导困应当是导火线、冲击波、兴奋剂，要有撩人心智，激人思维的功效。”一节课的导入是激发学生学习兴趣的关键，就好像一场戏剧的美好序幕，一场音乐会的美妙序曲，可以为其成功的结局打下坚实的基础。教师巧妙地导困能够把新的学习内容变成学生的“兴奋”中心，使学生带着浓厚的兴趣自觉地投入到学习中来，变被动的“要我学”为主动的“我要学”。 成功的课堂导困，不仅可以把学生的注意力从课前的无意注意中拉进来，起到聚拢思维、吸引注意的作用，还可以直指本节课的主题，涵盖整个知识内容，明确探究的主要问题。同时，还能够激发学生积极思考，深度参与。当然，导困的情景设置应贯穿整个课堂，要做到前后呼应。如果将情境导困与整个课堂教学割裂开来，再精彩的导困也不能达到预想的结果。 苏霍姆林斯基曾说：“如果老师不想办法使学生产生情绪高昂的智力振奋的内心状态，就急于传授知识，那么这种知识只能使人产生冷漠的态度，而给不动感情的脑力劳动带来疲劳。”积极的思维活动是课堂教学成功的关键，而富有启发性的导困可以激活学生的思维。考虑到在“基因是有遗传效应的DNA片段”一节中学生对转基因荧光动物已有所了解，所以，本节课可以从联系生活实际、关注生物科技的发展出发，利用学生已有的知识储备和感兴趣的问题情境进行导入。 “基因指导蛋白质的合成”一节，笔者运用了我国首只转基因“荧光猪”的实例。“荧光猪”是2006年东北农业大学刘忠华教授带领的团队培育的转基因克隆猪，这种转入绿色荧光蛋白基因的转基因克隆猪在紫外光源激发下，口舌、鼻及四蹄可以观察到明显的绿色荧光。本节课伊始，PPT展示普通小猪和荧光小猪的图片，请学生观察屏幕上这两头小猪有什么不同。为什么猪会发光呢？因为荧光小猪体内导困了水母的绿色荧光蛋白基因。小小的一个基因，就可以让小猪发出荧光，可见基因的作用之大。那么基因是如何起作用的呢？猪发光是一种性状，生物的性状主要靠什么物质来体现？学生答出蛋白质。这样，探究问题就转变成了基因是如何指导蛋白质合成的？在真实的问题情境中，学生的思维积极活动起来，在好奇心的驱使下，自然产生疑问，直接、快速地切入主问题，进入本课的探究。 二、析出直抵本质的核心问题 一节课不是几个知识点的机械罗列，也不是几个知识板块的简单堆砌，而是要找出知识之间的内在逻辑关系，剥除零散分支，抓住主干和核心，“吹尽黄沙始到金”，析出核心问题，并以这个核心问题作为本节课的“神”，使一节课成为一个完整的整体。课堂教学活动的设计要紧紧围绕这条主线展开。 细胞核中的基因如何控制细胞质中蛋白质的合成？基因是有遗传效应的DNA片段，其遗传效应体现在脱氧核苷酸的排列顺序。作为生命活动体现者的蛋白质虽有复杂的空间结构，但结构基础是多肽链，能体现其特异生命活动的根本原因之一在于氨基酸的排列顺序。于是，基因指导蛋白质合成的核心问题就成为：DNA中的脱氧核苷酸排列顺序如何传递并转化为多肽链中氨基酸的排列顺序？这一核心问题成为贯穿本节课的主线，并使主干知识——遗传信息的转录和翻译得以凸显。以导入问题中的“绿色荧光蛋白基因指导绿色荧光蛋白的合成”为例，假定绿色荧光蛋白中形成生色团的关键氨基酸序列为：……丝氨酸-酪氨酸-甘氨酸……；其所对应的DNA片段为：（1）转录的模板链“……TCAATGCCT……”；（2）非模板链“……AGTTACGGA……”。以此来深入探究转录和翻译的过程，使核心问题更加直观，也更符合学生的认知规律。 三、设计环环相扣的问题串 “问题驱动”策略要求教师设计并运用好问题串，将问题步步深入，使教学活动顺利推进，这也是师生之间产生良好互动的基础。一问激起千层浪，学生心里泛涟漪。设计的问题要激起学生探究的欲望，点燃学生思维的火花；设计的问题必须紧紧围绕教学目标，形成循序渐进的问题体系；设计的问题还应符合学生的认知规律，能够梯度拓展学生的思维深度。 本节课内容比较抽象，课程标准要求“概述遗传信息的转录和翻译”。“概述”是理解水平的要求，因此本节教学不应局限于对转录和翻译过程的单纯描述，而应让学生理解转录和翻译之间的内在逻辑联系和物质结构基础，特别是翻译过程中氨基酸、密码子和tRNA之间的对应关系。要达到理解这个层次的目标，需要设计具有一定梯度的问题串，引导学生运用已有的知识思考和讨论生命活动的本质。 在引出DNA与蛋白质之间的媒介mRNA部分，以“控制生物性状的DNA主要分布在哪里？”“蛋白质合成的场所在哪里？”“细胞核中的DNA能到细胞质中指导蛋白质合成吗？”“在DNA和蛋白质之问应该存在一种中间物质充当信使，这种物质是什么？”等形成问题串；在遗传信息的转录部分，以“为什么RNA适于作DNA的信使？”“DNA的遗传信息是怎么传给mRNA的？”“怎样使DNA的遗传信息暴露出来？”“怎样确保DNA上的遗传信息准确无误地传递给RNA？”等形成问题串；在遗传信息的翻译部分，以“信使RNA中的碱基排列顺序怎样转化成蛋白质的氨基酸顺序？”“碱基与氨基酸之间的对应关系是怎样的？”“游离在细胞质中的氨基酸，是怎样运送到合成蛋白质的‘生产线’上的呢？”等形成问题串。以上问题串有利于启发学生逐步深入地思考，同时能够突出转录、翻译的过程，保证主线清晰。在这些问题的引导下，营造出探求、推理和发现的科学研究氛围，使学生能够积极应答，参与讨论。 四、创设思维外显化的过程 由于转录和翻译是细胞内分子水平上的动态变化，对于学生来说是不可见的、抽象的，而且过程是复杂烦琐的。怎样使抽象的概念变得直观、形象呢？在教学过程中，可充分利用模型来探究转录、翻译的全过程，让学生直观地感受该过程的动态变化，体验遗传信息的转录与翻译过程中的有序之美与和谐之美。 要想使模型探究收到“一举多得”的效果，模型的设计要有科学性、实效性、审美性和经济性。翻译的过程笔者设计了以下模型。（1）核糖体：核糖体分为大亚基和小亚基两部分，其中大亚基里有P位点和A位点（人教版教材描述为位点1和位点2）两个位点，因此，在制作核糖体的模型时需要体现出大、小亚基体积的不同，并在大亚基上标出位点1和位点2。（2）tRNA：将打印好的三叶草形的tRNA贴在长方形的塑料板上，塑料板背面做一个凹槽，便于和氨基酸连接。（3）mRNA：将3层长条状的高密度板粘贴在一起，并留出两道卡槽，前面一道卡槽放置tRNA，后面一道卡槽用于核糖体和mRNA结合，并保证核糖体沿着mRNA移动。（4）氨基酸：用不同形状的塑料板代表不同的氨基酸，并在上面贴上名称，每个氨基酸的下部凸出一小段，正好插入tRNA模型的凹槽中，表示tRNA和氨基酸的连接，每个氨基酸的背面也做一个凹槽，便于和其他氨基酸连接，形成肽链。各模型如图1所示。
