何瑜娜 谈雷

【关键词】教学策略;支架式教学;高中生物学

【中图分类号】G633.91  【文献标志码】A  【文章编号】1005-6009（2021）54-0157-04

【作者简介】1.何瑜娜，江苏省常州高级中学（江苏常州，213000）教师，二级教师;2.谈雷，江苏省常州高级中学（江苏常州，213000）教师，高级教师。

新课程改革背景下的高中生物学教学强调学生主动地参与学习，在亲历实践过程中习得生物学知识，发展学科核心素养。支架式教学是由美国教育家布鲁纳提出的一种教学模式，其强调基于学习者当前的发展水平，通过铺设系统有序的“支架”（亦称“脚手架”），引导学习者主动建构知识，迈进更高水平的发展。[1]这与新课程标准的理念不谋而合——应着未来教育以学生为中心的发展趋势，教师可通过巧设支架的方式引导学生进行各类学习活动，即完成“扶”的过程;并在学习任务深入或迁移应用时逐渐撤掉支架，由学生独立解决学习中的问题，即实现“放”的过程。在具体的教学实施中，教师可采用的支架类型包含情境支架、工具支架、范例支架与建议支架等。[2]

笔者以新人教版高中生物学必修2的“基因突变”一节为例，尝试实践了“扶放有度”的支架式教学，以期促进学生深度学习的达成。与2003年版高中生物学课程标准相比，2017年版课程标准对本节的内容要求除了关注基因突变的原因和特征之外，更强调基于证据论证基因突变导致它所编码的蛋白质及相应的细胞功能发生变化[3]，这在一定程度上增加了教学难度。因此，在教学过程中可通过创设情境、演示范例等方式在初学时、难点处搭建支架。另外，新人教版教材将“细胞的癌变”内容整合至“基因突变”一节，丰富了基因突变的实例，教师在教学过程中应适时撤离支架，引导学生辩证地看待基因突变，树立尊重生命、热爱生活的观念。

一、以情境支架激发学习热情

播放视频：好莱坞影星安吉丽娜·朱莉在未罹患癌症的前提下，切除了自己的两侧乳腺，只是因为她通过基因检测技术，发现自己患乳腺癌的几率高达87%。提出问题：为什么癌症的发病风险可以通过基因检测的手段预测？学生根据视频内容能推测出，她的基因序列与正常人相比发生了一些改变，从而引出本节课的主题——基因突变。

依次呈现资料：（1）2020年全球乳腺癌新增人口高达226万，发病率和死亡率均位居女性恶性肿瘤第一位;（2）乳腺癌发展阶段示意图及人乳腺癌细胞图;（3）128例不同临床分期的乳腺癌患者中E-钙黏蛋白含量表。教师依次提出以下问题：为什么癌症如此难治？癌细胞的特点可能与癌细胞中什么物质或结构的变化有关？癌细胞转移的严重程度与E-钙黏蛋白含量呈现什么关系？学生根据资料及问题串，能够总结出癌细胞的特点。

接着向学生介绍细胞中与细胞增殖密切相关的两类基因——原癌基因和抑癌基因。通过资料分析，学生得到结论：细胞发生癌变，主要就是由原癌基因和抑癌基因发生突变逐渐积累的结果。呈现资料：研究者发现了一个定位于人第17号染色体上的抑癌基因，其突变与乳腺癌的发生密切相关，命名为乳腺癌1号基因，简称BRCA1。提出问题：正常细胞中存在BRCA1基因吗？学生回答正常细胞中也有BRCA1基因，只是序列不同于癌细胞。

【设计意图】构建“多扶少放”的情境支架是激发学生学习热情的重要手段。笔者以安吉丽娜·朱莉切除乳腺这一事件的导入，创设以乳腺癌为主题的情境支架，通过呈现贯穿情境的资料、设计层层递进的问题串，为学生创造沉浸式体验，即“扶”在初学时。学生在分析乳腺癌的发展阶段、乳腺癌细胞图片、不同临床分期乳腺癌细胞E-钙黏蛋白含量等资料后，教师适当放手，让学生自行总结癌细胞的特点及三大特点间的内在联系，即“放”在恰当处，利于帮助学生形成结构与功能相适应的生命观念。教师进一步介绍乳腺癌1号基因——BRCA1，引导学生了解乳腺癌的发病机制，激发学生进一步探究什么是基因突变的兴趣。

二、以工具支架深化概念理解

乳腺癌细胞与正常细胞相比，BRCA1基因的序列可能发生哪些类型的改变？教师呈现正常细胞BRCA1基因部分序列：…GAGCTGCAC

GCTTCT…/…CTCGACGTGCGAAGA…，并展示使用木夹子、毛根制作的正常细胞BRCA1基因序列模型，其中粉色夹子代表碱基A，黄色夹子代表碱基T，蓝色夹子代表碱基C，绿色夹子代表碱基G。教师提出问题：这样的基因序列在癌细胞中可能发生哪些类型的改变？并组织学生4人一小组，尝试构建可能的突变后的基因片段模型。

学生根据自己对基因突变的理解，构建可能突变后的基因片段模型，借助实物投影向全班同学展示，教师对学生构建成果进行评价，进一步提出问题：你能根据你的理解，总结出什么是基因突变吗？教师对学生自主形成的概念进行纠正点评，最终引导学生总结基因突变的概念：DNA分子中，发生碱基的替换、增添或缺失，而引起的基因碱基序列的改变，叫作基因突变。

【设计意图】在概念教学过程中，若教师采用的教学方法不当，会导致学生在概念构建的过程中缺乏独立思考意识，停留在浅层学习的层面。[4]考虑到DNA分子属于微观层面，学生深入理解基因突变的概念有一定难度，笔者在进行基因突变概念教学时，为学生搭建工具支架。教师使用木夹子、毛根等制作教具，化抽象为具体，契合学生认知水平，即“扶”在愤悱处。接下来，教师充分放手，让学生主动参与到概念探索中，自主构建可能的突变后的基因片段模型，即“放”在探究时。最后通过师生协作、生生协作的方式对自主形成的概念进行纠正点评，从而深化对基因突变概念的理解。

三、以范例支架提升思维品质

基因的碱基序列發生了改变，意味着携带的遗传信息发生了改变，将这些遗传信息表达出来要通过转录翻译的过程。教师以正常细胞BRCA1基因表达过程为范例，引导学生说出其转录、翻译的产物。为了更直观表示翻译得到的多肽链，教师展示用小球、毛根制作的模型，不同颜色的小球代表不同种类的氨基酸。提出问题：你们小组构建的突变基因进行表达后会是怎样的产物？接下来组织学生4人一小组，构建突变基因表达产物的氨基酸序列。

学生通过组内合作、组间交流，发现基因突变后可能导致氨基酸的种类、数量或者排列顺序发生改变，进而可能导致生物性状发生改变。教师追问：是不是基因突变都是有害的？学生根据癌症的发生机制，可以说出基因突变可能是有害的;根据个别小组构建的突变基因表达产物未发生改变，说出基因突变可能既无害也无利。但是学生可能难以说出哪些基因突变可能是有利的，故教师向学生介绍近年来我国通过基因突变培育的一系列优良作物，引导学生辩证地看待基因突变。

【设计意图】理解基因突变与生物性状的关系是本节课重要教学内容之一，其完成前提是学生要熟悉掌握基因表达的过程——转录、翻译。然而，转录、翻译的过程较复杂且是学生的新学内容，加大了本节课教学内容实施的难度。为解决这一难题，笔者以正常细胞BRCA1基因表达过程搭建范例支架，即“扶”在难点处。通过对范例的学习，学生明确转录的模板链、转录方向、密码子表的使用方法等易错点。学生自主构建本小组突变基因的表达产物后，教师组织小组间进行交流，即“放”在互评时。在共享集体成果的基础上，学生总结出基因突变结果的多样性，形成了辩证看待基因突变的观念，提升了基于范例进行演绎推理的科学思维。

四、以建议支架体悟态度责任

哪些因素可能诱发基因突变？教师呈现资料：5-溴尿嘧啶，简称BU，是一种碱基类似物，它能产生两种互变异构体，一种是酮式，一种是烯醇式。酮式可与A互补配对，烯醇式可与G互补配对，当BU掺入DNA复制时就会导致碱基替换突变。结合上述资料及宫颈癌的发生、太空南瓜的形成等实例，总结诱发基因突变的因素有物理因素、化学因素和生物因素等。

提出问题：作为中学生，需要养成怎样的生活习惯来预防癌症？学生能说出少吃腌制食品、不要熬夜、保持乐观心态等。继续追问：对于已经引发的癌症，有哪些治疗方法？学生根据生活经验能说出化疗、放疗、手术切除等传统方法。但是，不同的患者可能基因突变情况是不一样的，同一种病用相同的方法治疗，效果可能大不相同。接着向学生介绍2020年诺贝尔化学奖成果——CRISPR/Cas9系统，这项基因编辑技术的出现使精准医疗的实现成为可能。当然，精准医疗的真正普及还有很长一段路要走，教师借机鼓励有兴趣的学生今后投身于生物科学或基础医学的研究，为我国的医学发展贡献力量。

【设计意图】给学生表达交流的机会，即“放”在交流处，让学生根据生活经验说说癌症的诱发因素、预防措施及治疗方法，激发学生维护自身和他人健康的责任感，树立尊重生命、热爱生活的人生观。在此过程中，教师要充分发挥评价总结的作用。例如，有学生说到为了避免发生基因突变，生活中要杜绝X射线，此时教师应该提出建议支架，指出X射线引起基因突变是需要一定剂量的，切勿因为其可能诱发基因突变而因噎废食，引导学生理性看待基因突变，跳出思维盲区，即“扶”在总结时。

笔者通过“情境支架激发学习热情、工具支架深化概念理解、范例支架提升思维品质、建议支架体悟态度责任”等方式，促进学生实现深度学习。需要注意的是，在实施支架式教学策略时，教师通过适时搭建和拆卸脚手架，引导学生拾级而上，做到科学地“扶”、大胆地“放”。在课堂实施前，教师应根据学情將复杂的学习任务分解，搭建合适的支架以符合学生的认知水平，做到“扶”在初学时、难点处、总结时。比如，对于微观层面的DNA分子，可以借助教具，为学生搭建工具支架，化抽象为具体。支架又有动态性、渐撤性，在课堂中教师要耐心倾听观察，根据学生课堂反馈情况，灵活调整支架，做到“放”在探究时、互评时、交流时，以帮助学生实现主动性的深度学习。

【参考文献】

[1]吴志明.支架式教学模式在物理教学中的应用研究[J].江苏教育，2013（2）：61-62.

[2]朱俊.支架式教学在科学史探究课中的应用实践[J].中小学班主任，2021（2）：15-17，2.

[3]教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[4]邢信涛.支架式教学模式下高中生物学概念教学难点分析与应用对策[J].中学生物教学，2020（24）：48-49.