啟發式教學原則在基因突變教學中的應用

摘 要: 啟發式教學法是基礎教育中非常重要的一種方法，在生物課堂上，教師靈活應用這樣的方法，學生的學習就可以事半功倍。基因突變對高中生物教學來說是一個重點內容，在高考中也是一個常考點。本文詳細敘述了在基因突變一堂課中教師如何滲透啟發式教學法，怎樣以各種問題為基礎，引導學生一步步思考出最終結論。

關鍵詞: 啟發式教學 基因突變 應用

一、啟發式教學法概述

啟發式教學的思想最早起源于我國大教育家孔子:“不憤不啟，不悱不發”。意為學生如果不經過思考并有所體會，想說卻說不出來時，就不去開導他;如果不是經過冥思苦想而又想不通時，就不去啟發他。

現代的啟發式教育思想是一種與注入式相對立的一種教育方法，也可以說是在整個教學過程中必須貫通的原則。它強調教師不能一味地“灌輸”知識給學生，而是要以客觀的學習規律和學習過程為基礎，充分調動學生對未知知識的探究欲望，從而使學生積極地、自覺地對教學內容進行探究和學習。

在實際操作中，啟發式教學不是單純地將結論和例證倒一下順序就能實現的。教師應該精選有代表性的例證，設計好相應的能啟發學生思考、總結的問題。教學中使用的例子不在于多。精煉的、有代表性的例子整節課都可以反復使用，用以聯系大標題下的不同知識點。當然講述過程中也可以輔助以其他的例證。

在啟發式教學中，根據例證設計的問題一定要具有有效性。所謂有效性，一是問題提出以后學生能明白老師這個問題是想問什么內容，希望自己從什么方面作答。換句話說，教師設計的問題應該保證班級中多數同學能夠較準確地作答;問題有效性的第二個方面，教師的問題應該成為例證和結論之間的橋梁，能夠讓學生通過對例證和問題的思考自己總結出相關結論，還能進一步將總結出的結論用于解釋其他相關現象上。

在例證和問題結束時，教師應該用精煉的語言總結出相關結論。之前的講解過程可能有各種有趣的圖片、動畫或者教師講述了新鮮的學科現象，學生的思維可能也是發散的，具有想象力的，但是在相關內容結束后，教師都必須給以總結，在大綱的要求內告訴學生，什么是必須掌握的，什么又是了解即可的;對于需要掌握的知識，不是說教師跟學生說一句“你必須記住，必須掌握住”就成。對于重點和難點知識，教師應該將知識細化，各個擊破。總的來說，最好可以就同一個例子，設計不同的問題，引導學生從不同方面來思考，從而把握住細化的知識點。

二、啟發式教學在基因突變教學設計中的應用

1.變異的概念和變異的類型

實例及問題:一個同學皮膚很白，但是經過一個夏天后被曬黑了，是不是變異?一母生九子，連母十個樣，是不是變異?經過太空中宇宙射線照射過的青椒長得更大(太空椒)是否發生了變異?普通玉米種在肥沃的土壤中，長得粒大飽滿，是否是變異?

學生回答，教師給正確答案:這些都是變異。不論是親代與子代之間或是個體自身前后，只要是表現性發生了改變，就叫變異。

(提示學生從表現性、基因型和環境的關系回答)將普通玉米種回原來一般的土壤中，發現籽粒出現不飽滿，也不夠大，這是為什么?將所得的太空椒帶回地球種，仍然保持太空椒的性狀，這又能說明什么?最后，教師總結變異的類型:遺傳物質改變了，引起的變異稱為可遺傳變異;僅由環境引起，遺傳物質并沒有改變的變異稱不可遺傳的變異。同時引入下一內容:什么情況下遺傳物質會發生改變，即可遺傳變異的來源——基因突變、基因重組、染色體變異。

2.基因突變

(1)基因突變的概念

如:教師讓學生看正常紅細胞和鐮刀形紅細胞的對比圖后介紹鐮刀形細胞貧血癥，然后提問:兩種紅細胞形態不同直接原因是細胞中什么物質不同?根本原因又是什么物質不同?教師給出答案并結合教材圖解釋異常的血紅蛋白基因是如何產生的，又是如何導致錯誤的血紅蛋白的合成，這樣的改變是一個堿基對的替換。

基因中堿基對的替換是否一定導致錯誤的蛋白質的合成?以此引導學生回顧蛋白質合成的過程，思考密碼子種類和氨基酸種類的對應關系。

如果不是堿基對的替換，而是基因中插入了一個堿基對，產物蛋白會受到怎樣的影響?缺失一個堿基對呢?

最后教師總結基因突變的概念:像上述問題中發生的基因的堿基對的替換，增添或者缺失的現象就叫基因突變。

知識點的細化，從概念入手，學生研究基因突變的概念，思考如下問題:

①對于一個細胞來說，基因突變最可能發生的時間。

②基因突變的結果(產生等位基因)，等位基因的本質區別又是什么。這一個知識點比較難突破，教師可以先讓學生思考，二倍體生物的一個性狀是由幾個基因來決定的，回答是兩個基因決定一個性狀，可將這兩個基因設為A和A;教師再解釋:如果其中一個基因發生了突變，設一個A基因變為a，這個基因仍然決定原有性狀，于是一個性狀便有兩個不同的基因，A和a來共同決定，A和a堿基排列順序并不一樣，因此決定的就該是同一性狀的不同表現型，我們稱為等位基因。

③基因突變的意義(進化的原材料);

④導致基因突變發生的因素(物理、化學、生物，各舉例)

(2)基因突變的特點

教學方法:每個特點由老師提問相應問題或生活實例，學生思考，后作答。

問題:什么樣的生物可能發生基因突變?答:有遺傳物質的生物。

又問:什么生物具有遺傳物質?理論上所有生物都有相應的遺傳物質。因此小到病毒，大到高等的人類，都可能有基因突變的現象。基因突變的第一個特征:普遍性。

教師給出在廣島原子彈爆炸后幸存者的圖片，那都是受到了輻射導致基因突變，引起人體畸形。教師提出問題:這些人遺傳物質的改變都是發生在同一個基因的相同位置嗎?不是，因為畸形癥狀并不相同。基因突變的第二個特征:不定向性。

第三個特征:隨機性。可使用教材的例子:植物中本來要發育成枝條的芽發生基因突變，和僅一個花芽發生突變。我們不能預測基因突變會發生在哪個細胞內，也就是說基因突變在個體發育的階段上是有隨機性的。發生在個體發育的早期的突變，將可能對生物體造成更大的影響。

看圖片，了解多數基因突變是讓生物產生了有害的變異——基因突變的有害性，學生可以思考為什么發生的基因突變多數是有害的?是不是一定有害?教師解釋:在某種環境下長期生活的物種，其基因的組成和表現的性狀基本上是適應環境的，一旦基因突變導致變異，產生的新性狀往往就是和環境不相適應的，對生物體的生存有害。當然也有有利的基因突變，為生物進化提供了材料。

最后一個特征:基因突變有低頻性。注意此處知識的遷移:盡管對于單個基因來講發生突變的概率很低，但是對于一個群體，由于每個個體的基因數目就不少了，群體總共的基因數目就更大，所以對群體而言，突變基因的數目還是比較多的。這里可以應用教材中的數據叫學生們做一個簡單的計算。

3.基因突變的應用——誘變育種

以太空椒的培育提出問題，用基因突變的特點來回答。

(1)科學家為什么想到把青椒帶到太空中去育種，而不放在地球上通過普通青椒自然的基因突變來獲取個頭大的青椒。(低頻性，宇宙射線提高突變率)

(2)我們想獲得個大的青椒，是否經過宇宙射線照射必然獲得大的青椒?否，因為基因突變有不定向性，誘變育種只能在獲取各種各樣的突變性狀后進行篩選，以得到人們所需的新性狀。也說明誘變育種是一項工作量大而繁瑣的育種方式。

三、課后反思

啟發式教學的方法是靈活多變的，以上的方法只是以教師設計問題，引導學生思考，以突破重難點。基因突變這一節的教學，也可以采用其它方式進行。但不論用什么方式來開展，都應該以培養學生主動思考、獨立思考的能力為前提。