导探问贯穿于“噬菌体侵染细菌的实验”教学及赏析

任思惠

摘 要 以前后衔接方式直接导入新课；采用探究生物经典实验的方法，构建“DNA是主要遗传物质”这一重要生物学概念；巧设问题以导学，启迪思维，拓展知识。

关键词 导探问 实验教学 生物学教学

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

教材中“噬菌体侵染细菌的实验”是从分子水平上研究DNA是遗传物质的经典实验。用“导探问”的策略进行教学，能让学生充分体验“DNA是主要遗传物质”这一概念构建历程，领悟科学家的科学思维方法和科学精神，能有效地培养学生科学思维能力和科学探究能力。

1 导：以前知识为媒介，直接导入新课教学

1.1 导学点

导课是教师在新的教学活动开始前，引导学生进入学习状态的行为方式。本节课以前知识为媒介，激发学生头脑中原有的知识、经验，激活学生思维，引起学生注意，自然联系新知识，直接引入新课。

1.2 教学点：梳理前实验内容，引入新课

师：（教师展示格里菲思和艾弗里实验图，让学生回顾实验过程与结论）艾弗里及其同事是怎样证明DNA是遗传物质的？

生：对灭活的S菌中的物质分离提纯，将提纯得到的DNA、蛋白质和多糖等物质分别加入到培养了R型细菌的培养基中，结果只有加入DNA的一组实验才有转化作用，说明DNA是遗传物质。

师：同学们是否完全认同该实验结论？说明理由。

生：不完全认同。艾弗里实验中提取出的DNA不纯，纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，不排除蛋白质是遗传物质的可能。

师：既然同学们对结论有质疑，就需用更具说服力的实验来证明“DNA是遗传物质”，这个实验就是“噬菌体侵染细菌的实验”。

1.3 赏析点

本节课对实验结果进行的推论有较强的逻辑性。教学中，教师以前实验的思路、方法、结论为引子，引导学生思考、分析、推理，质疑实验结论。这既巩固了前知识内容，又启迪了学生的思维，达成了前后实验的自然联系。当学生质疑艾弗里的实验结论时，迫切想知道采用什么方法才更能证明“DNA是遗传物质”，从而激发了学生进一步探索的兴趣。新课的导入直接、自然，知识承上启下，思维承前启后。

2 探：以实验为载体，探究知识本真

2.1 探究点

科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，不仅能使学生获取知识，还能习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。本节课以实验为载体，引导学生探索问题，追溯知识根源，思考做什么、怎么做，体验科学探究的历程，领悟科学探究的方法和精神。

2.2 教学点：探究“噬菌体侵染细菌的实验”，有力证明DNA是遗传物质

师：（引导学生提出探究的问题——生物体内的遗传物质是什么？作出假设——DNA是遗传物质）实验首先要解决的关键问题是什么？

生：提高提取物DNA纯度，最好是将DNA与其他物质完全分离开，分别实验。

师：（展示噬菌体结模式图，引导学生识图）为何要用T2噬菌体为实验材料？

生1：T2噬菌體外壳都是由蛋白质构成，头部内含有DNA。其结构简单，易于将DNA和蛋白质分离开。

生2：（阐述T2噬菌体的生活习性、生殖特点）取材方便，生活习性、生殖特点利于实验。

师：如果你来设计这个实验，你将怎样做？

生：将噬菌体的蛋白质外壳和头部内的DNA分离开，分别实验。

师：怎样将蛋白质外壳和DNA分离开？（学生阅读教材，讨论）

生：噬菌体侵染细菌后搅拌离心，分离DNA与蛋白质。

师：用什么方法来识别蛋白质和DNA？

生：用放射性同位素标记法标记DNA和蛋白质。

师：蛋白质和DNA分别用什么标记？

生：用35S标记蛋白质，用32P标记DNA。

师：（引导学生厘清噬菌体被标记的过程，播放噬菌体侵染大肠杆菌实验过程的视频）该实验得到什么结果？

生：用35S标记的一组实验，放射性同位素主要分布在上清液中，用32P标记的一组实验，放射性同位素主要分布在沉淀物中。在细菌裂解释放的噬菌体中，可以检测到32P标记的DNA，不能检测到35S标记的蛋白质。

师：这一结果说明了什么？

生：说明了噬菌体中的DNA进入了细菌细胞，而蛋白质外壳留在了细菌细胞外面。这表明子代噬菌体的各种性状不是通过蛋白质遗传的，而是通过亲代的DNA遗传的，DNA才是真正的遗传物质。

2.3 赏析点

教师引导学生提出探究问题、作出假设后，再沿着“提高DNA纯度”的思路，引导学生分析实验选材原因、梳理噬菌体侵染细菌、同位素标记、搅拌离心等实验方法的原理、步骤。以“教师引导+多媒体辅助”的教学方式，引导学生阅读教材，出示噬菌体结构模式图等，促使学生形象而直观地获取知识，为探究活动清障碍、打基础。教师在重要处、疑难点设置环环相扣的问题，引发学生思考，使学生在问题讨论中获取知识、方法。学生以读教材、观图示、看视频等方式间接观察实验现象，交流实验结果，推理分析得出结论。在探究活动中，学生分析实验设计的思路和方法、模仿科学家经历DNA是遗传物质的科学探索和实验操作过程，从体验中领悟了科学家的科学思维方法和科学精神，形成了科学思维方式和科学探究能力。

3 问：以问题导学，启迪思维

3.1 问诊点

“问”即提出问题，目的是引起学生对某一知识、事件或现象的关注、思考。教学中，教师针对重点内容、疑难知识点设问，对知识追根溯源、拾遗补缺，以达到突重点、破难点、拓展知识、提升能力的目的。

3.2 教学点：根据教学目标达成情况，有针对性地设置问题，引导学生解决

师：噬菌体侵染细菌的实验中，为什么选择35S和32P这两种同位素分别标记蛋白质和DNA？用14C和18O同位素标记可行吗？

生：在T2噬菌体的蛋白质和DNA中，只有蛋白质含有S元素、DNA含有P元素。而蛋白质和DNA中均含C、O元素。不能用14C和18O同位素标记。

师：噬菌体侵染细菌的两组实验中，被35S标记的一组上清液放射性很高，沉淀物中放射性很低，也就是沉淀物中也有放射性？为什么？（引导分析、讨论）

生：搅拌不充分，分离不完全，有少量蛋白质外壳附着在细菌上。

师：用32P标记的一组实验沉淀物中放射性很高，上清液放射性很低，也就是上清液中也有放射性？为什么？

生：实验条件控制得不好，保温时间过短或过长，有的噬菌体还没侵染，或有少量细菌裂解释放出了噬菌体。

师：艾弗里与赫尔希等人的实验设计思路是否有共同之处？他们最关键的实验设计思路是什么？（学生讨论）

生：有共同之處。最关键的实验设计思路是将DNA与其他物质分开，分别实验。

师：艾弗里与赫尔希等人分别采用了哪些技术手段来实现他们的实验设计？

生：艾弗里采用了控制实验变量、分离提纯的技术手段，赫尔希等人采用了放射性标记、离心等技术手段。

师：DNA是唯一的遗传物质吗？请说明理由（学生看书、讨论）。

生：DNA不是唯一的遗传物质，但是主要的遗传物质（举例说明在有的病毒中RNA是遗传物质）。

3.3 赏析点

与讲授法相比，探究教学对知识的系统性和完整性体现不够，教师以问题导学的方式弥补其不足。教师特别对重点的知识、疑难问题、需要补充的知识内容，采用设问的方式教学，既不影响教学组织的流畅性和思维的严密性，又突出了重点、突破了难点、达成了教学目标，还填补了知识遗漏、拓展了知识宽度。通过上述几个问题的提出与解决，既巧妙而完整地构建了“DNA是主要的遗传物质”这一重要概念，又拓展了同位素标记的有关知识，补充了对实验误差与实验操作程序、条件控制之间的关系分析，以及对不同实验的设计思路和技术手段的比较分析，有助于学生掌握科学实验方法和形成科学思维方式。

在本节课中，教师以导探问策略施教，注重创设情境，以问题为导向，把学生的思维活动引向既定的认知目标，引领学生探究、思考、分析、解决问题，让学生在深层思考与逻辑分析推理中获得生物学科素养，避免了说教的空洞、抽象。但“噬菌体侵染细菌的实验”是中学教学中无法动手操作的实验。实验情景是教师借助多媒体辅助、利用教材资源创设的，实验观察是间接进行的，这对教学目标达成有一定影响。