基于问题导引的探究式教学研究

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探究式教学（亦称探究性学习）是指学生在学习时，教师创设问题情境，让学生自己通过阅读、观察、实验、思考、讨论等，独立学习，自行发现并掌握相应的原理或结论的教学种方法。其指导思想是在教师的指导下，以学生为主体，让学生主动地探索，掌握认识和解决问题的方法和步骤，研究客观事物的属性，发现事物发展的起因和事物内部的联系，从中找出规律，形成自己的概念。刘恩山教授说过：“探究性教学的要点：要有高质量的思考。”在中学生物学教学中，探究并不仅仅是实验的探究，更多的应该是思维的探究。下面以“基因在染色体上”为例，阐述以问题导引的方式开展探究式教学。

1教材分析

本节是人教版高中生物《必修2•遗传与进化》第二章第二节的内容。按照科学发展史的顺序，该内容是遗传因子发现、减数分裂过程发现的延续。按知识的逻辑关系，萨顿假说、摩尔根的果蝇杂交实验是联系“遗传定律”与“减数分裂”的桥梁。教材叙述了从萨顿运用类比推理法，推测基因在染色体上，到摩尔根通过果蝇杂交实验，提供基因在染色体上的实验证据。这一科学探究的历程对学生来说是较好的科学史教学材料，同时也是学习后续内容如伴性遗传、人类遗传病等的基础。

2学情分析

在学习本节课之前，学生已经学习了孟德尔遗传定律和减数分裂，具备了“遗传因子”（即基因）的概念，了解了染色体在配子形成过程中的变化规律。在此基础上，解决基因与染色体的关系顺理成章，符合学生的认知规律。学生已掌握孟德尔的遗传定律、遗传图解、假说演绎法和减数分裂，为学习本节内容奠定了良好的认知基础。但不同学生的思维方式不同，所以教师要进行充分的预设，并做好应对意外生成的准备。

3教学目标

3.1知识目标

（1）说出基因位于染色体上的理论假说和实验证据。（2）运用有关基因和染色体的相关知识，阐明孟德尔遗传规律的实质。

3.2能力目标

比较、推理、观察、分析的能力。

3.3情感、态度与价值观目标

认同科学研究需要丰富的想象力，感受科学探索中的质疑、求实、创新精神，体验科学探究过程中的乐趣。

4教学设计思路

教师如果完全按照教材的编排方式讲授，本节课会有以下不足：将“基因在染色体上”的推论和证明基因在染色体上的实验证据直白地告诉学生，教学过程将平淡乏味，难以激发学生的学习兴趣，更重要的是学生缺少了体验“类比推理法”和“假说—演绎法”两种重要科学研究方法的机会。这样会使教学远离课程标准中“倡导探究性学习”和“提高生物科学素养”的课程理念。笔者将本节课设计成基于问题导引的探究式学习。通过承前启后的系列化问题，既开启了学生的思维，激发了学生学习的兴趣；同时又给学生的探究学习指明了方向，避免课堂上学生盲从地探究。最终，学生在这些层次化问题的指引下，经过思考、讨论、分析等思维的探究过程，体验科学研究的两种重要方法，深刻理解了本节课的结论。另外通过延伸的问题，使学生深刻地理解孟德尔遗传定律的实质，为其学习后续内容打下坚实的铺垫。

5教学过程

5.1引入

教师简述孟德尔进行豌豆杂交试验和魏斯曼提出的减数分裂过程的科学史，提出学案上“复习回顾”部分的3个问题：（1）依据孟德尔遗传定律画图，并总结Y、y和R、r两对遗传因子在形成配子时的行为变化规律。（2）依据减数分裂的一般过程图示，总结含两对同源染色体的细胞在形成配子时，同源染色体的行为变化规律。（3）孟德尔提出的成对遗传因子与减数分裂中的同源染色体之间有何联系？学生通过回顾、思考，不难总结出基因和染色体之间存在着对应关系。通过这三个问题的分析，学生无意识地运用了类比推理的科学思维方法。这比教师举例讲述什么是类比推理，更为深刻。而且，学生思维的兴奋点很自然地聚焦在本节课的重点和难点上。

5.2萨顿的假说

教师利用课件展示萨顿照片和实验材料———蝗虫，并展示提问学案上“课前预习”的3个问题：（1）萨顿假说的内容是什么？（2）萨顿假说的依据是什么？（3）萨顿假说的提出，运用的是什么研究方法？得出的结论一定是正确的吗？这一部分知识在课本上有较为详细的文本叙述，且难度不大。所以笔者设计为让学生课前预习，课堂上展示。通过以上两个环节，学生亲自体验了“萨顿假说”的发现过程，不仅体会到了成功的喜悦，而且学生的兴奋点也自然转移到了“基因位于染色体上的实验证据”的探索。

5.3基因位于染色体上的实验证据

教师利用课件展示摩尔根和实验材料———果蝇，并提出问题①：果蝇作为遗传学研究的重要材料，有何优点？结合教材的文本描述和教师的提示，学生解决这个问题不是难事。接下来，教师课件展示摩尔根的果蝇实验和红、白眼果蝇图片，并提出问题②：摩尔根的果蝇杂交实验的过程、结果分别是什么？对于这个问题的回答，学生需要把教材中的遗传图解转换为规范的语言描述。以上两个问题的解决过程培养了学生从教材文本中提取信息的能力和知识迁移能力。此时，在教师的引导下，学生的学习自然过渡到“如果我们是摩尔根的研究助手，面对这样的杂交结果，我们又该做何分析呢？”教师提出问题③：根据摩尔根的果蝇杂交实验，分析：①红眼和白眼这对相对性状，哪个是显性性状？为什么？②实验结果符合孟德尔的遗传定律吗？③F2中3∶1的性状分离比，说明了什么？④用孟德尔遗传规律分析，什么现象不能得到合理解释？学生通过观察、思考、推理，结合前面学习的知识，完全可以解决前3个小问题。但对第四个小问题充满了疑惑。这时，教师适时讲述果蝇体细胞染色体组成、性染色体及同源区段和非同源区段，并举例说明性染色体上基因型的表示方法。为下面探究环节做好知识的铺垫。然后提出问题④：如果基因位于染色体上，如何解释摩尔根的果蝇杂交实验的结果，有几种可能的假设？与摩尔根的杂交实验结果都相符吗？此时，学生探究的欲望被充分激发，学生的分组讨论激烈展开。教师引导学生用遗传图解进行分析。学生先提出四种假设。假设Ⅰ：位于常染色体上（P:WW×ww）；假设Ⅱ：位于Y染色体的非同源区段上（P:XX×XYw）；假设Ⅲ：位于X染色体的非同源区段上（P:XWXW×XYw）；假设Ⅳ：位于X、Y染色体的同源区段（P:XWXW×XwYw）。给过讨论，学生很快排除假设Ⅰ和假设Ⅱ。教师提问，学习小组代表演板假设Ⅲ和Ⅳ的遗传图解，并分析结果。学生不难发现两种假设都可以解释摩尔根的实验结果。此时，学生探究的热情空前高涨。教师顺势提出问题⑤，引导学生继续讨论分析：如何进一步设计实验，以验证各假设的合理性？学生通过激烈的讨论，提出测交的实验方案，并演板、分析。至此，本节课的重点得以有效突破。通过这一系列逻辑关联的问题的导引，学生的逻辑推理、实验设计与分析、发散思维能力等都得到了有效锻炼。同样重要的是，学生虽没有进行真正的实验探究，却亲身体验了“假说—演绎法”的科学研究过程。

5.4孟德尔遗传规律的现代解释

教师利用课件展示细胞减数分裂模式图，引导学生总结孟德尔遗传定律的实质，并提出问题⑥：用细胞减数分裂模式图，分析位于一对同源染色体上的两对等位基因的遗传，是否还符合孟德尔的自由组合定律？教师通过设置新的认知冲突，进一步激发学生思考，开拓学生思维。通过师生的共同分析、总结，不仅加深学生对基因位于染色体上的理解，同时又突出了摩尔根的“基因连锁和交换定律”。这一环节既解决了本节课的又一个重点，同时又拓展了学生的知识面，为学有余力的学生课后进一步拓展学习提出了任务。

6教学反思

设计的问题串实现了教学内容问题化；层次化、渐进化的问题有效地激发了学生探究的欲望，使学生的思维始终处于积极活跃的状态。学生始终是思维活动的主体，教师始终是引领者、组织者，有效提升了学生进行探究式学习的能力。在基于问题导引的探究式课堂教学中，教师需要做大量的课前准备工作。首先，教师要精心设计问题串，既要体现教材知识问题化、问题设置层次化、层次预设渐进化，为学生课堂上的有效探究铺路搭桥，又要考虑学生的接受程度，让学生能够“跳一跳，摘桃子”。此外，教师如何适时抛出问题，激发学生思维，引导学生探究，充分体现了学生的课堂主体地位，也是决定课堂教学成败的关键。否则，整个课堂“我问你答”，精心设计的探究教学流于形式。最后，教师还要做好充分的预设，并做好对应意外生成的准备。

作者:张晓亚 单位:平顶山市第一中学