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以生物科学史的习题为例探究习题讲解方法

2020-02-10 357 上传者：管理员

摘要：为完成对习题讲解方法的探讨和分析，将2017年课标全国卷I理综卷第29题分习题剖析、知识复习和习题解答三个阶段进行讲解，希望帮助学习在复习生物学知识的基础上，掌握更多解题规律和解题技巧。

关键词：
习题
生物学知识
生物科学史
讲解
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习题课是作为生物课程中的重要部分，对学生知识与能力的巩固提升具有不可忽视的作用。传统习题课主要由教师主导，整节课由教师讲解习题而学生被动地听讲，课堂中学生参与度低，没有师生、生生之间的互动交流与评价。这样的习题课会导致教师无法得到学生的反馈，学生也会缺少听课的兴趣，知识点的复习与解题方法和技巧的提升都很难达到教学目标的要求。以科学史为载体讲解习题是一个探求知识来源的过程，能够促进学生对科学本质的理解。

一、习题剖析阶段

1. 呈现原题，精选优质练习题。下面以2017年课标全国卷I理综卷第29题为例（以下简称“第29题”），阐述基于生物科学史的习题讲解策略。呈现原题：根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒两种类型。有些病毒对人类健康会造成很大危害。通常，一种新病毒出现后需要确定该病毒的类型。假设在宿主细胞内不发生碱基之间的相互转换。请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型。简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论即可。（要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）

2. 拆解习题，探明考查重难点。这个阶段主要通过师生对习题进行拆分与解读，探明考查的重难点知识，据此确定解题方向。高考题作为优质习题来源之一，题目注重考查教材内容的重难点。因此，拆解出题目所考查的知识点，便能为构建解题思路打开突破口。此题的考查内容涉及核酸的结构和功能以及人类对遗传物质的探索过程等，《普通高中生物学课程标准》要求学生能够概述相关知识，且在《考试大纲》中对此内容是II级要求。

3. 分析习题，审明题目理思路。第29题考查内容以噬菌体侵染细菌实验为原型，将该实验原型迁移应用，以此为突破口，要求考生熟记RNA和DNA的异同，并能够根据两者化学组成差异设计实验思路。同时学生需要知道病毒没有完成新陈代谢必需的基本系统，不能在培养基上独立生存。因此要用放射性元素标记病毒，用预先被标记的宿主细胞培养新型病毒，最后检测子代病毒的放射性。最终，预测实验结果并得到结论，题目属于理解和应用层次的考查。

二、知识复习阶段

复习知识，紧扣教材抓主干。首先，通过此阶段将生物科学史作为引导性材料，把习题考查内容与教材知识点紧密联系起来。然后，基于生物科学史设计问题促进学生思考，并解决问题，引导学生主动回顾主干知识。最后，在基于生物科学史的习题讲解过程中，让学生自主合作地学习，激发学生的学习主动性并提升学生的课堂参与度。

1. 建立联系，借用生物科学史。习题的形式多种多样，讲解时要紧扣教材知识，此时可以借助生物科学史连接两者。首先选取贴合题目考点的生物科学史，将其作为习题和知识的媒介呈现给学生，建立题目与教材的联系，进而引导学生通过生物科学史复习相关知识。在掌握知识的前提下，学生才能提升能力，从而锻炼解题技巧。依据第29题“根据遗传物质的化学组成，可将病毒分为RNA病毒和DNA病毒”。学生需要记忆核酸的化学组成，相关内容对应教材必修一第2章第3节“遗传信息的携带者———核酸”。教师要紧扣教材，呈现匹配的生物科学史帮助学生复习RNA和DNA知识点。教师呈现生物科学史材料（1）1910年，德国科学家科赛尔通过实验证明核酸是由四种含氮碱基以及一个五碳糖和一个磷酸等组成；随后在1911年，美国的生物化学家莱文和琼斯通过实验发现核酸分为两大类，核糖核酸（RNA）与脱氧核糖核酸（DNA）。除此之外，莱文和琼斯还发现了这两类核酸在结构上和组成上的差异。同时，依据第29题“请利用放射性同位素标记的方法，以体外培养的宿主细胞等为材料，设计实验以确定一种新病毒的类型”。需要学生掌握放射性同位素标记法的应用以及病毒需要通过宿主细胞生存增殖的知识，相关内容对应教材必修二第3章第1节“DNA是主要的遗传物质”。教师呈现生物科学史材料（2）1952年赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，证明DNA是遗传物质；1957年格勒和施拉姆进行了将提取出的烟草花叶病毒RNA接种到烟草的实验，从而证明RNA起着遗传物质的作用。

2. 设计问题，加强课堂引导性。在呈现生物科学史材料的基础上，设计问题促进学生有针对性地思考问题、复习知识，这样能够减少学生阅读材料的盲目性，加强课堂的引导性。对应材料（1）设计问题：“①RNA和DNA的化学组成差异有哪些？”旨在让学生复习两者化学组成及差异。对应材料（2）设计问题：“①病毒是以哪种核酸作为遗传物质的？②噬菌体侵染细菌的实验中怎样运用放射性同位素标记的方法。”旨在让学生复习RNA和DNA作为遗传物质的相关知识，回顾利用放射性同位素标记的方法来检测子代病毒放射性的科学研究方法，并对噬菌体侵染细菌的实验思路进行迁移应用。

3. 自主合作，发挥学习主动性。自主合作是生物课程积极提倡的学习方式，也可以促进学生高效学习，它具有学生课堂参与度高、自主建构知识、促进合作交流等特点。结合生物习题，呈现生物科学史这一生物学科特有的教学资源，进而基于科学史设计问题，引导让学生自主思考与合作交流。

三、习题解答阶段

知识与方法相结合，构建解题思路。生物科学史不仅体现解决生物习题的知识，还体现解决问题的思维方式。因此，依托生物科学史可帮助师生共同完成解答习题的过程，促使学生逐渐内化知识和掌握解题方法。基于生物科学史对第29题进行解答，要充分理解所呈现的科学史材料“噬菌体侵染细菌的实验”，该题目以此实验为原型，构建解题思路可从其中得到大量借鉴。

1. 解释问题，启发学生明思路。解释基于生物科学史设计的问题，逐步启发学生明确解答习题的思路。解释材料（1）对应的问题能够明确RNA和DNA的化学组成差异，RNA特有的组成物质是核糖和尿嘧啶（U），DNA特有的组成物质是脱氧核糖和胸腺嘧啶（T）。解释材料（2）对应的问题能够清楚病毒能够以RNA或DNA两者中的一种作为遗传物质。同时，通过对噬菌体侵染细菌实验生物科学史的复习回顾，让学生体会放射性同位素标记法的使用。在此实验中明确蛋白质和DNA的化学组成，针对蛋白质特有元素为S而DNA特有元素为P，用两种放射性同位素35S和32P分别标记了噬菌体的蛋白质和DNA，然后分为两组并用细菌培养病毒，进而检测子代病毒的放射性，从而在子代噬菌体中检测到32P，所以证明了DNA是遗传物质。第29题，利用放射性元素对RNA与DNA在组成元素种类上有区别的尿嘧啶（U）与胸腺嘧啶（T）进行标记。在噬菌体侵染细菌实验中已经知道噬菌体只含有DNA和蛋白质两种物质，所以可直接标记病毒自身的DNA和蛋白质进行区别。但是，第29题中要求鉴别一种新型病毒是以RNA或DNA为遗传物质，因此选取两种核酸的特有碱基进行标记，分别用含放射性同位素标记的尿嘧啶（U）与胸腺嘧啶（T）两个培养基培养宿主细胞。然后，用这两个培养基接种病毒。最终，检测子代病毒的放射性，可判断出是DNA病毒或是RNA病毒。

2. 解答习题，梳理思路呈答案。最终，教师要引导学生整理思路、组织语言、书写答案。得到答案（1）甲组：将宿主细胞培养在含放射性标记尿嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。乙组：将宿主细胞培养在含放射性标记胸腺嘧啶的培养基中，之后接种新病毒。培养一段时间后收集病毒并检测其放射性。（2）预期结果及结论：若甲组收集的病毒有放射性，乙组无，则为RNA病毒；若甲组收集的病毒无放射性，乙组有，则为DNA病毒。”

四、结语

当习题内容能够与生物科学史中科学家们所做实验相联系，或者习题是以经典实验为原型的迁移应用时，可以选取基于生物科学史的习题讲解策略。为了更有利于学生建构知识和提升解题能力，该习题讲解策略以生物科学史材料为载体，以设计的问题创设情境并作为课堂引导，以自主合作的学习方式组织课堂，充分发挥教师的指导作用与学生的主体作用。

参考文献：

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[2]王国庆,翟林.高中生物学教学中渗透科学史的几点建议[J].生物学教学,2017,42(1):21-23.

包燕红.学习生物科学史提高生物科学素养[J].课程教育研究,2019(26):177-178.