課堂教學(xué)中以問題的設(shè)計和解決為主線,通過教師精心設(shè)計問題、學(xué)生充分思考、討論解決問題,以及學(xué)習(xí)過程中對新產(chǎn)生的問題的再解決,學(xué)生能主動獲得知識和能力,使學(xué)習(xí)逐步深入,體現(xiàn)了新課程實施中倡導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)、注重培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的要求。
有了問題,人會產(chǎn)生強烈的求知欲,在與其他人思維碰撞過程中,潛能會得到充分的發(fā)掘;頭腦中沒有問題,很難產(chǎn)生認(rèn)知的沖動性和思維的活躍性,更談不上進行創(chuàng)造性思維。高中學(xué)生有一定知識基礎(chǔ)和抽象思維能力,好奇心和好勝心都很強,想通過自己的努力解決別人的問題而獲得自信、成功感等良好的心理體驗;生物學(xué)科本身與生產(chǎn)實踐、學(xué)生的生活密切相關(guān),特別是生物科技的迅猛發(fā)展對人類社會、生活產(chǎn)生的巨大影響有目共睹,很多學(xué)生非常關(guān)注生命科學(xué)。筆者在教學(xué)實踐中體會到,采用“教師精心設(shè)計問題——學(xué)生積極思考解決問題——學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生新問題并解決新問題”的過程,即以問題的設(shè)計和解決為中心,組織課堂教學(xué),能有效地促使學(xué)生主動學(xué)習(xí),從而提高生物科學(xué)素養(yǎng)。
一、設(shè)計問題
一般來說課上的問題老師提出的居多。在設(shè)計問題時,應(yīng)盡量考慮到以下幾點:要圍繞著教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點展開;要大小適中、明確而具體,使學(xué)生明確思考的方向;要通過關(guān)注現(xiàn)實生活、貼近學(xué)生實際來創(chuàng)設(shè)問題情境,使學(xué)生樂于參與到探究答案的過程中來;要有一定的難度,適合學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”, 能夠引發(fā)學(xué)生積極思考,而且經(jīng)過自己的努力及老師的點撥能解決問題。
至于具體情境的創(chuàng)設(shè),可結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容聯(lián)系學(xué)生生活、生物科技發(fā)展成果、生產(chǎn)實踐等靈活使用。如在“基因工程簡介”一課時,老師拿出一盒胰島素注射針劑,講道:“大家知道,咱們年級的х老師患有嚴(yán)重的糖尿病,這針劑是他的必備藥。以前的胰島素主要是由豬和牛胰腺提取,但因牛、豬、人胰島素結(jié)構(gòu)有差異,容易出現(xiàn)過敏等不良反應(yīng)。而現(xiàn)在這個藥品說明指出這是通過基因工程的方法由大腸桿菌生產(chǎn)的人胰島素。”此時學(xué)生頭腦中會立刻產(chǎn)生一個問題:大腸桿菌怎么會生產(chǎn)人胰島素?老師回答:“這正是我們要解決的問題,相信通過下面兩節(jié)課的學(xué)習(xí),大家能自己找到問題的答案。”學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情很容易被激發(fā)出來。
二、解決問題
解決問題的過程也是學(xué)生提高生物科學(xué)素養(yǎng)的過程。教學(xué)中應(yīng)以學(xué)生的學(xué)習(xí)為中心,老師要注意引領(lǐng)學(xué)生的思維。當(dāng)學(xué)生的思路陷入困境或?qū)δ硢栴}發(fā)生爭執(zhí)而無法深入的時候,教師要抓住關(guān)鍵,點撥學(xué)生思路。當(dāng)然,課堂上學(xué)生提出的問題,有時出乎老師的意料,這要求老師有扎實的專業(yè)功底和教學(xué)基本功,有高超的駕馭課堂的能力。既保證課堂圍繞教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重點而進行,又能充分利用這種課堂上生成的資源。
例如,在“植物體細(xì)胞雜交”內(nèi)容一開始,老師依次出示三張圖片:馬鈴薯植株、番茄植株的照片、虛構(gòu)的地上結(jié)番茄果實地下結(jié)馬鈴薯塊莖的圖片,學(xué)生感到非常有趣,然后老師提出了這樣一個半開放性的問題:這是目前科學(xué)家正在嘗試培育的新植物。如果這個任務(wù)交給你,你有什么方法?可行性如何?為什么?
學(xué)生討論交流,提出的方案一般有三種:①讓兩種植物進行異花傳粉;②采用基因工程的方法,將馬鈴薯的基因轉(zhuǎn)移到番茄體內(nèi)或相反;③進行人工誘變育種。對這三個方案的可行性的分析,學(xué)生之間往往會產(chǎn)生激烈的爭論,對有的方案能達成一致,但對有的方案學(xué)生之間常常互不服氣,大致有兩種不同意見。
①不可以。因為不同的物種之間有生殖隔離;②一部分人堅定地認(rèn)為可以。這時老師適時點撥:一個或數(shù)個基因是否能控制果實或塊莖的全部性狀?基因工程通常能轉(zhuǎn)移的目的基因的數(shù)量有什么特點?這樣學(xué)生思考后清楚了,基因工程的方法也難奏效。同理,人工誘變中發(fā)生變化的基因也是少數(shù),且方向不定,這一方法也不可取。
也可能有的同學(xué)提出了第四個方案:嫁接可以嗎?學(xué)生對這個問題常常沒有分析思路,此時先作啟發(fā)性講解:參考本地農(nóng)民種無子西瓜的經(jīng)驗,無子西瓜的幼苗作接穗是可以和葫蘆嫁接的,西瓜和葫蘆不是同種植物但能嫁接成功,從此推論,番茄馬鈴薯也許能嫁接成功。但嫁接屬于營養(yǎng)生殖這時再提出系列問題:①營養(yǎng)生殖的特點是什么?②這里的親本指的是接穗還是砧木?③砧木主要作用是什么?④如果嫁接成功,植株應(yīng)有什么表現(xiàn)?這樣引導(dǎo)學(xué)生的思維,學(xué)生能順利分析出即使嫁接成功,地上還是番茄,但地下應(yīng)結(jié)不出馬鈴薯;植株上所結(jié)種子也不會是番茄馬鈴薯的種子,所以這種方法應(yīng)該是行不通的。
雜交、轉(zhuǎn)基因、誘變、嫁接都不行,還能怎么辦?學(xué)生困惑了,此時老師作點拔,提出系列問題:番茄——馬鈴薯可以說集中了兩種植物的許多性狀,性狀由什么控制?那么有什么辦法能讓一種植物表現(xiàn)出兩種植物的性狀?請大家討論思考,并將操作大致過程的流程圖畫出來。學(xué)生很快想到,如果能讓兩種植物的基因集中在一個植物的細(xì)胞中,再讓這個細(xì)胞能發(fā)育成植株,則問題迎刃而解。
接著老師又提出了系列問題:從圖中可看出,解決這個問題的步驟主要有兩個:一是讓兩種植物的細(xì)胞融合成一個細(xì)胞,二是讓這個融合后的細(xì)胞發(fā)育成完整的植株。那么請思考:第一,要選擇兩種植物的什么細(xì)胞?第二,能否直接讓兩個細(xì)胞融合成一個細(xì)胞?第三,通過什么方法讓融合后的一個細(xì)胞長成一個植株?
學(xué)生經(jīng)思考討論后得出結(jié)論:第一,應(yīng)選擇體細(xì)胞。因為兩種植物的生殖細(xì)胞不能自然融合、若人為讓其融合還要使其染色體加倍,才能得到可育的植株;體細(xì)胞則沒有這個問題;第二,讓兩個細(xì)胞融合首先是細(xì)胞膜融合,先要克服細(xì)胞壁的障礙。即要先除去細(xì)胞壁。用纖維素酶果膠酶最好,因為不損傷細(xì)胞其它結(jié)構(gòu);第三,細(xì)胞融合直接形成的只是一個原生質(zhì)體,還需長出細(xì)胞壁才能稱為一個雜種細(xì)胞,這個細(xì)胞長成一個植株可采用植物組織培養(yǎng)的方法。
這些問題解決了,老師請學(xué)生完善自己的植物體細(xì)胞雜交過程流程圖,然后讓大家看書,科學(xué)家如何做這件事的。看后大家都開心地笑了:原來科學(xué)家也是這樣做的啊。這樣的教學(xué)過程能使學(xué)生對知識的理解更深刻,同時思維的邏輯性、深刻性、批判性等品質(zhì)得到提高,得到了積極的情感體驗。
(作者單位:江西省撫州市金溪縣第一中學(xué))