基于問題導學模式的高中生物教學
——以“DNA分子的結構”一課的教學為例

劉美愛

（福建省寧德市民族中學，福建寧德 355000）

引言

《普通高中生物學課程標準（2017年版）》提出：組織以探究為特點的主動學習是落實核心素養的關鍵[1]。有目的、有步驟的自主學習活動主要包括觀察、描述、提出問題并解決問題，從各種渠道查找信息、提出假設、驗證假設、思維判斷、作出解釋，并能與他人進行合作和交流等。“問題導學”課堂教學模式正是以問題學習為中心，以發現問題、生成問題、解決問題為主線，以師生圍繞問題共同開展自主、合作、探究學習為主要學習方式的一種高效課堂的教學模式。問題導學將問題當作教學過程中的核心驅動因素，能夠最大限度地調動學生學習的主動性，對學生自主學習能力的提升及科學思維的培養具有十分重要的意義。本文以“DNA 分子的結構”一課的教學為例，探討了依托問題導學進行模型構建的策略。

一、設疑激趣，導入新課

心理學研究表明，人們對事物的印象是先入為主的。首次的認知環節對后繼的學習具有重要作用，因此導入得越精彩，就越能吸引學生的注意力。當導入新課時，教師應盡量結合生活中的實例和當前社會關注的熱點問題，創設具體化、形象化的問題，以激發學生求知的內驅力和探索熱情。例如，在“DNA 分子結構”的教學設計中，教師利用當前時事熱點新聞——基因編輯事件導入新課，并向學生提出問題：基因有什么功能？在學生作答的基礎上，教師補充介紹基因是有遺傳效應的DNA 片段，繼而引導學生思考DNA 分子結構是怎樣的。

此環節以學生熟知的時事熱點為實例，讓學生帶著問題剖析基因能夠控制性狀必與其特定結構有關，能有效地落實生物學核心素養中的“結構與功能觀”。學生在尋求解決問題的過程中，由被動接受變為主動探究學習，從而真正成為概念的主動建構者。

二、問題引導，分步構建

教學的過程就是引導學生運用高級思維活動來解決問題的過程，即讓學生“通過問題解決來學習”。這就要求教學問題的設置符合學生的知識基礎、能力水平。教師應通過連續設問，引導學生不斷地進行思考，并加工和轉換各種信息和觀念，通過新、舊知識經驗的相互作用完成對新知識的建構。

（一）構建一個脫氧核苷酸

在“DNA 分子的結構”模型構建中，教師通過如下問題引導學生：脫氧核苷酸是由三個小分子構成，它們是如何連接的？然后讓學生以小組合作的方式進行模型建構，從所給材料中自主選擇所需要的材料，構建一個脫氧核苷酸。之后教師進一步提問：脫氧核苷酸中五碳糖的碳原子的排布情況如何？學生對此產生了疑問，積極地回顧與思考，同時教師及時進行點撥釋疑。

（二）構建一條脫氧核苷酸鏈

首先，教師引導學生閱讀資料“DNA 分子是以4 種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈”，并提出問題：怎樣將多個脫氧核苷酸連接成一條鏈？是這個脫氧核苷酸的堿基與下一個堿基相連，還是把磷酸基團連接，抑或是連接脫氧核糖？學生根據上一環節中脫氧核糖所連接的基團情況進行猜想并提出各自的觀點，之后教師組織學生分組驗證猜想。

其次，在模型構建的基礎上，教師讓學生回憶有機化學知識：磷酸基團與羥基發生酯化反應，脫水連接成鍵。教師出示化學圖解，磷酸二酯鍵實際上是磷酸基團與兩個酯鍵的整體。之后師生討論新問題：雙鏈DNA 是如何構建的？

（三）構建DNA 雙鏈

教師依序展示DNA 晶體的X 射線衍射照片及化學家歐文·查伽富的發現，以信息引導學生展開思考：推測堿基在DNA中的位置；四種堿基的數量關系及其在DNA上如何排布。學生通過辯論分析，得出結論。以此為基礎，教師進一步提問并引導學生完成DNA 雙鏈平面模型的建構。

本環節運用了模型與建模的方法，在提升學生興趣的同時，系統地培養了其科學思維能力。教師通過問題串，引導學生討論探索DNA 雙螺旋結構的構建過程，總結科學史中包含的科學方法、科學思想和科學精神，啟迪學生要善于利用研究人員的研究成果和新技術所帶來的研究突破，以此培養分析、解決問題的能力，從而實現對概念的主動構建。

三、課堂生成，剖析問題

課堂是動態的場所，學生應是真正的學習主體。課堂生成，是學生借助語言表達的思維活動、傳遞的情感態度與價值觀。在以生為本的思想引領下，教師可適當地對教材進行補充、延伸和重組，使教材更開放，從而給學生留下足夠的時間和空間。本環節中，教師創設指向明確的問題情境，分析學生活動中生成的問題，有助于學生對該內容的深度理解。

例如，在構建一條脫氧核苷酸鏈時，課件只顯示部分脫氧核苷酸，其他以“……”表示。在學生連接了部分結構后，教師適時指引連接得是否正確，然后師生共同完成模型修正。在進行這個環節中，教師即時創設深度思考問題：圖中存在幾個磷酸二酯鍵？磷酸二酯鍵的斷裂方式有哪些？進而讓學生理解DNA 初步水解與徹底水解概念的區別，深化課堂生成，使教學內容更豐富。

四、拓展問題，活化知識

生物課堂的延伸思考在教學中占據著舉足輕重的地位，能夠增加學生思維的深度、拓展學生思維的廣度。

例如，在構建DNA 分子結構后，教師引導學生繼續開展小組活動：構建單鏈中只含有2 個脫氧核苷酸的DNA 片段。之后，教師設計問題串引導學生延伸思考：比較不同組的DNA 片段有什么不同？以上的排列方式有多少種？假設有n個堿基對，可能的排列方式有多少種？比較不同組的DNA片段有什么相同？

在此種教學模式下，學生們都很重視自己DNA 建模的成果，充分發揮了小組間的競爭意識與合作意識，在回答及修正問題的過程中，激發了學生更廣闊的思維空間。

五、以導促學，教學相長

本課是在學生初步認識DNA 結構的基礎上展開的。教師篩選、展示部分科學家的研究成果，設計建模實驗讓學生逐步探究。學生在認知脫氧核苷酸后，嘗試構建單鏈，進而構建平面雙鏈和立體空間結構，完成了DNA 分子結構特點到特性的推理歸納的過程。模型建構與問題導學相結合的教學方式，不僅能提高學生的課堂參與度，還能加深學生對DNA 分子結構的深化理解。受限于教學時間，在本次課堂上只構建了DNA 平面結構，教師還可安排課后延伸構建DNA 分子結構模型競賽活動。本節課上，教師創設問題情境，使學生產生積極、有效的解答行為，讓學生在平等、開放的交流中“無疑處生疑”，進而產生積極的認知共鳴，實現了教學相長。

結語

綜上所述，問題導學是提高學生思維水平、提升課堂教學效率的有效方式。在實際教學中，教師應結合學生認知水平和教材內容創設問題情境，引領學生自主探尋相關知識，激發學生參與課堂教學活動的積極性，進而不斷提升學生的學習效率。