基于核心问题的高中生物学学思课堂初探——以“基因指导蛋白质的合成”为例

沈成才 （北京师范大学克拉玛依附属学校 新疆克拉玛依 834000）

1 研究背景及意义

2010年7月，我国颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020）》中提出：“注重学思结合，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学，能帮助学生学会学习，激发学生的好奇心，培养学生的兴趣爱好，营造独立思考，自由探索，勇于创新的良好环境”［1］。 孔子曰：“学而不思则罔，思而不学则殆”“疑是思之始，学之端”。 可见，学思课堂的开展需要以核心问题为纽带。

基于核心问题的学思课堂是依据学生的认知特点， 以核心问题为主线， 将发现问题、 提出问题、分析问题、解决问题贯穿于整个课堂教学中，使学生在学思交替中进行学习的过程。学思并用，循序渐进，可提高学思课堂教学的效率，培养学生的生物学学科素养。本文以“基因指导蛋白质的合成”为具体案例，深入分析基于核心问题的高中生物学学思课堂的教学模式， 以期能为一线教师提供参考与借鉴。

2 研究结果及结论

2.1 明确教学目标，构建思维导图 生物学课程标准中明确提出，注重学生科学思维能力的培养，而思维导图则是可以将科学思维可视化的有效组织工具［2］。生物学中复杂抽象的问题，需要依靠良好的逻辑思维和系统的思考能力。因此，明确教学目标，分析教学重、难点，构建科学的思维导图，能促进高中生物学学思课堂的顺利开展。

“基因指导蛋白质的合成”是高中生物学必修2 第4 章第1 节的内容，在学习DNA 复制和基因的本质等内容之后， 进一步阐述基因如何指导蛋白质的合成，也是进一步学习第5 章“基因突变及其他变异”的基础，所涉及的内容复杂、抽象，涵盖的名词、概念较多。 通过构建思维导图，以基因的表达为核心，将转录、密码子、反密码子、翻译，以及DNA 和RNA 的相关内容， 串成一个具有内部逻辑性的思维框架，如图1。

将思维导图应用于高中生物学学思课堂，能使教学内容主次分明、 中心突出、 逻辑清晰。 同时，构建思维导图能帮教师理清教学思路，在课堂教学中清晰呈现思维过程，达到师生的思维共鸣，有助于学生优化、整合学习内容，并主动构建生物学知识体系。

2.2 借助内在逻辑， 突显核心问题 学起源于思，思起源于疑。 学习是一种基于发现问题、解决问题的思维过程。在学思课堂中，教师的教和学生的学应围绕核心问题展开， 衍生的子问题也与核心问题密切相关［3］。

据图1，绘制核心问题和子问题的关联图如图2，可突显核心问题，统领学思课堂。 基于教学内容和学生的实际认知水平，将核心问题确定为“基因是如何指导蛋白质的合成的”； 基于学生的最近发展区衍生出5 个子问题：“DNA 携带的遗传信息是怎样传递到细胞质中的？ ”“为什么RNA 适于作DNA 的信使？ ”“DNA 的遗传信息怎样传递给mRNA？”“碱基与氨基酸的对应关系是怎样的？ ”“当遗传信息到达细胞质后，细胞如何解读？ ”在这些子问题下，依据学思课堂的学情和知识的内在逻辑性，产生若干个预设之外的生成性问题，促进学生将零散、抽象的知识内化成自己的生物学概念体系， 激发学生深度思考，打造活力课堂。

图1 “基因指导蛋白质的合成”的思维导图

图2 “基因指导蛋白质的合成”的核心问题和子问题

在中国学生发展核心素养中， 学会学习是六大素养之一。以核心问题为主线，阶梯性问题由浅入深，层层推进。 教师不断切入学生思维的发展区［4］，给予学生思维的动力，引发学生认知冲突，缩短原有认知水平与学习目标的距离， 从而进一步提高学生的学习力，促进学生乐学善学、勤于思考，使学生学会思考、学会学习。

2.3 巧用信息资源，梳理教学流程 生物学是一门与生活息息相关的自然学科， 可通过信息手段搜集与课程相关的生物学前沿知识、新闻热点、生物科学史等资源，充实学生科学思维的材料，使学生独立思考、自由探索；也可利用图片、微视频、Flash 等现代技术手段， 将抽象的知识直观化、形象化、动态化，激发学生的学习动机。

在“基因指导蛋白质的合成”一节中，可通过介绍已灭绝的猛犸象的复活计划，启思导学，激发学生的学习兴趣； 教学过程中涉及到的转录和翻译较为抽象，可用微视频和动画将过程直观化，加深学生对知识的理解； 遗传密码的破译是遗传史上一个伟大的里程碑， 教师可引导学生搜集和阅读有关生物科学史的材料， 进而了解遗传密码的阅读方式。 例如科学家克里克第1 个用实验证明遗传密码中3 个碱基编码1 个氨基酸， 科学家尼伦伯格、 马太首次破译第1 个遗传密码——苯丙氨酸对应密码子UUU。 科学家的不懈努力和研究思路可启发学生对生物科学的认识， 将生物科学史渗透进课堂教学中， 使学生重走科学家的探索之路， 以独特的视角体会生物学的思维方式和科研方法，增强学生的问题意识，使学生多角度、辩证地分析问题。 学生在“探疑”和“释疑”的学习过程中，增加了课堂的参与度和课堂生成的有效性，同时，还能培养学生崇尚真知、严谨的求知态度，提高学生批判质疑、勇于探究的科学素养。

将信息资源巧妙地融入教学环节中， 围绕核心问题，按照“设疑—探疑—释疑”的基本程序，教师引导学生思考与探究，从而提高课堂效率。教学流程如图3。

图3 “基因指导蛋白质的合成”的教学流程

2.4 创设多种情境，引导学生参与 在获取新知的过程中， 将教学内容放置在对比情境、 生活情境、问题情境中，可打破已有认知平衡，唤醒学生的思维，激发学生的兴趣和内驱力，促进学生主动参与，使问题迎刃而解。

在“基因指导蛋白质的合成”的课堂引入环节，可用科幻电影 《侏罗纪公园》 的片段引起学生兴趣，并提问“能否利用DNA 使恐龙复活？”，创设趣味性情境， 包裹核心问题； 对于教学的重、难点——DNA 复制、转录、翻译的过程，以及RNA适合做“信使”的原因，DNA 和RNA 的比较等，都可通过对比情境加深学生的理解； 而翻译过程的运载工具——tRNA 具有“三叶草”结构，可比喻成“搬运工”， 翻译过程中tRNA 上的反密码子和mRNA 上的密码子互补配对，如同“牙齿咬合”一般，贴近生活的情境创设，有利于使知识形象化，并拉近师生关系；也可通过问题情境，深化学生对碱基与氨基酸之间的对应关系的思考，例如“游离在细胞质中的氨基酸是怎样运送到合成蛋白质的生产线上的？ ” “如果你是一名情报工作人员，手中有一本密码本，即教材中的密码子表，你会如何译电？ ”最后，在学生翻译的推演过程中，完成课堂预设，落实素养教育。

在情境化教学中， 教师利用情境包裹核心问题， 引导学生积极参与， 分层讨论， 尊重个体差异。 最终，以核心问题为归宿，对课堂的生成性和学生的参与度进行多元化评价，落实核心素养，使高中生物学的学思课堂始终在一个科学、 理性的轨道中推进。