高三生物教学中，通过阅读发展学生的科学思维——以“构建表达载体”核心概念的建立为例

高三生物教学中，通过阅读发展学生的科学思维——以“构建表达载体”核心概念的建立为例

葛小伟

杭州市萧山区第八高级中学 

摘要：以“构建表达载体”这一核心概念为例，让学生在这个过程中学会程序性表达科学过程，产生科学质疑，提出科学的解决方法，并能进行科学拓展。经过一系列的阅读思考表达过程，使学生发展科学思维。

关键词：阅读   发展科学思维   表达载体

一、引言

    在高三生物教学过程中，经常遇到学生对同一个概念的题目，做一题错一题。明明老师已经把这个概念讲清楚了，但是在新的题目里学生照样做错。“构建表达载体”这一概念尤为明显，真的是怎么讲，怎么做，怎么错。究其原因，这个概念富含深刻的科学思维过程。如果不解决学生的科学思维，不发展学生的科学思维，学生永远掌握不了这个概念的本质。为此笔者以阅读这一手段出发，把这个微观的认知以概念表征化，实现宏观认识。

在解决“构建表达载体”这个核心概念时，我采用让学生学会阅读，在阅读的过程学会程序性表达科学过程，产生科学质疑，提出科学的解决问题的方法，并能进行科学拓展。在这个过程中，学生的思维是活跃的，是开放的，是有一定创造性的。

二、理论基础

“三重表征”是由苏格兰格拉斯大学科学教学中心A.H.Johnstone提出的宏观，微观符号三种水平。生物学知识中存在大量的宏观现象，微观结构及符号表征。其中宏观现象往往有其内在的微观本质及微观结构，有决定事物的宏观表现。用符号表征现象是将具体事物抽象化的过程，是感性思维向理性思维的发展，也是通往宏观与微观的桥梁。在相互转化过程中，需要学生能给予生物学事实和证据。运用归纳与概括、演绎与推理，模型与建模等科学方法进行论证与探究，这也是科学思维的本质。

三、关键概念

科学思维：“构建表达载体”是一个微观的科学过程，我想通过阅读让学生以符号表现的形式，实现学生科学思维的发展。让学生认识构建表达载体的科学本质，并能建立与其他科学事实联系的科学思维。表达载体与引物，表达载体与标记基因，表达载体与电泳。同时这些内容不是简单的双向关系，还可以表达载体与引物与标记基因综合关联。

学生的科学思维素养水平有多个水平，发展学生的科学思维就是要让学生的科学思维能力从水平低的向水平高的跨越，这个过程中用阅读为主要手段就能取得很好的效果。

四、通过阅读发展学生的科学思维

1、通过阅读学生能程序性表达科学过程

因为我是高三生物复习教学，所以我让学生能够从不同的生命现象中，在给定的情景中选择文字，图示或者模型等方式进行表达。我首先给基因表达载体构建的流程，然后要求学生用流程图和文字的形式表达出来。

学生阅读后整理：用限制酶切割载体，使它出现一个缺口，用同种限制酶或能产生相同末端的限制酶切割含有目的基因的DNA片段，获取目的基因用DNA连接酶将目的基因片段。

这个过程学生只能描述科学过程，对于为什么要用同种限制酶或能产生相同粘性末端的限制酶，还没有一个科学的认识，所以对学生要进行第二步，通过阅读让学生产生质疑。

2、通过阅读让学生产生科学质疑

如果用一种限制酶分别切割目的基因和质粒，再用DNA连接酶处理后会出现几种产物？(只考虑两两结合)

    学生通过阅读整理会发现，如果只用同一种限制酶的话，会产生3种连接产物，而要构建的表达载体只有其中的一种。那这个困难怎么解决呢？

学生经过动手尝试，建立了一个模型。学生只有在自己动手的过程中才能真正明白正向连接和反向连接，以及为什么用双酶切后不会反向连接。这个科学的思维过程必须借助模型。

而模型的使用可以让学生有了科学思考的落脚点，又为下一个更复杂的科学问题的思考提供起点。

   通过阅读之后的模型建立，把一个微观的科学过程，通过表征，使得学生有了一个宏观的认识。同时为他们接下去的科学思维提供了思维的阶梯。

3、通过阅读让学生综合解决科学问题

构建表达载体不仅仅是连接问题，还有与通过电泳结果的分析来研究是如何进行的连接，这个科学思维过程就相对复杂了。

（1）构建表达载体和电泳

学生在这个阅读过程中，利用电泳分析图谱中碱基对的数量和载体、目的基因中的碱基对数量。综合分析出了正向连接和反向连接，以及在鉴定过程中使用的限时酶种类。其中必须经过严密的科学分析。

（2）构建表达载体与引物

目的基因的获得往往是通过PCR，而PCR过程中又涉及到引物。通过和引物的关联，使得构建表达载体的连接问题综合化。

学生要综合分析引物的碱基序列，限制酶的识别序列和酶切位点。

（3）构建表达载体与引物和转录方向、标记基因

构建表达载体还可以与引物、转录方向、标记基因，同时综合考虑，这个时候学生需要很强的科学思维过程。

五、反思

科学思维的培养是高三生物教学的重要任务，我在教学的过程中总是感觉手段不够。在采用阅读让学生发展科学的思维过程中，最难的就是阅读资料的获得，以及如何帮助学生在阅读过程中发展科学思维。

参考文献：

［1］赵占良．试论中学生物学的学科本质[J]．中学生物教学，2016（1～2）：4～6.

［2］马林．思维科学知识读本［M］．北京：中共中央党校出版社，2009：186．

［3］核心素养研究课题组．中国学生发展核心素养［J］．中国教育学刊，2016（10）：1-3．