一、引言
1.1 问题化教学的定义与特点
问题化教学是一种以学生为中心的教学模式，它强调通过问题的提出、分析和解决来促进学生的主动学习和深入思考。在高中生物学教学中，特别是针对“基因的本质”这一单元，问题化教学能够有效地激发学生对生命科学的兴趣和好奇心。例如，通过提出“基因是如何决定生物性状的？”这样的问题，可以引导学生深入探讨基因与表型之间的关系。在问题化教学中，教师的角色从传统的知识传授者转变为学习引导者和促进者，他们需要设计一系列具有挑战性的问题，这些问题不仅能够覆盖教学大纲的核心内容，还能够激发学生的批判性思维和创造性思维。问题化教学还强调教学过程的动态性和开放性，教师需要根据学生的反馈和问题解决的进展，灵活调整教学策略和内容，确保教学目标的实现。
1.2 高中生物学教学中生命观念的现状分析
在当前高中生物学教学中，生命观念的培养面临着诸多挑战。一方面，随着科技的快速发展，生物学知识更新迅速，学生需要掌握的知识量日益庞大，这使得教师在有限的教学时间内难以深入探讨生命观念的深层含义。另一方面，传统的教学模式往往侧重于知识的灌输和技能的训练，而忽视了生命观念的培养。例如，根据一项针对高中生的调查研究显示，超过60%的学生认为生物学课程主要是为了应对考试，而非理解生命的本质和价值。这种现象反映出教学中生命观念教育的缺失。此外，生物学教学中生命观念的现状分析还揭示了学生对生命伦理、生态平衡等概念理解的浅薄。例如，对于基因编辑技术如CRISPR-Cas9的应用，学生往往只关注其技术层面，而对其可能引发的伦理问题和生态影响缺乏深入思考。因此，如何在高中生物学教学中有效地融入生命观念的教育，成为教育工作者亟需解决的问题。
二、“基因的本质”单元教学内容概述
2.1 基因概念的历史演变
在探讨指向生命观念的高中生物学问题化教学设计研究中，基因概念的历史演变为我们提供了一个丰富的教学资源。从孟德尔的豌豆实验到现代分子生物学的突破，基因理论的发展历程不仅体现了科学知识的积累，也反映了人类对生命本质认识的深化。孟德尔在19世纪中叶通过豌豆植物的杂交实验，首次提出了遗传因子的概念，奠定了遗传学的基础。他的发现虽然在当时并未受到重视，但其对遗传规律的描述，如分离定律和独立分配定律，为后来的基因理论提供了模型。进入20世纪，摩尔根通过对果蝇的研究，揭示了基因在染色体上的物理位置，进一步推动了遗传学的发展。随着DNA双螺旋结构的发现，以及遗传密码的破译，基因的本质逐渐清晰，它不再是一个抽象的概念，而是具有明确分子结构和功能的实体。沃森和克里克的这一发现，不仅为遗传学带来了革命性的变化，也为生物学教育提供了新的视角。在高中生物学教学中，通过问题化教学设计，引导学生理解基因概念的历史演变，不仅能够激发学生对生物学的兴趣，还能够帮助他们建立起生命观念，理解生命科学的动态性和发展性。
2.2 基因的本质与功能
在探讨基因的本质与功能时，我们不得不提及DNA双螺旋结构的发现，这是理解基因作为遗传信息载体的关键。1953年，沃森和克里克提出的DNA双螺旋模型，不仅揭示了遗传信息的物理基础，也为后续的分子生物学研究奠定了基石。基因的本质在于其携带的遗传信息，这些信息通过编码特定的蛋白质来控制生物体的结构和功能。例如，人类基因组中约有20,000至25,000个基因，每个基因通过转录和翻译过程指导合成特定的蛋白质，从而影响个体的表型特征。在问题化教学设计中，教师可以利用这一模型来引导学生理解基因如何通过编码蛋白质来执行其功能，例如通过案例分析，让学生探究镰状细胞贫血症的分子机制，该病是由于血红蛋白基因的单个碱基对突变导致的，从而影响了血红蛋白的结构和功能，导致红细胞变形。
三、“基因的本质”单元问题化教学设计实践
3.1 问题驱动的教学目标设定
在指向生命观念的高中生物学问题化教学设计中，教学目标的设定是核心环节，它决定了教学活动的方向和深度。以“基因的本质”单元为例，问题驱动的教学目标设定旨在激发学生对生命科学深层次理解的渴望，培养他们批判性思维和解决问题的能力。例如，设定目标时可以引用达尔文的进化论，强调基因在生物进化中的核心作用，引导学生思考基因如何影响生物的适应性和多样性。通过具体案例，如镰状细胞贫血症的遗传机制，学生可以深入理解基因突变对个体和种群的影响。此外，结合孟德尔的遗传规律，学生可以探索基因如何在代际间传递，从而构建起对基因本质的全面认识。教学目标的设定应具体、可测量，例如，学生能够独立设计实验验证特定基因的功能，或能够解释基因突变对生物性状的影响。通过这样的目标设定，学生不仅能够掌握知识，更能学会如何运用知识解决实际问题，从而真正实现生命观念的内化和应用。
3.2 探究基因概念的引导性问题设计
在指向生命观念的高中生物学问题化教学设计中，探究基因概念的引导性问题设计是核心环节。例如，可以提出这样的问题：“基因是如何在细胞分裂过程中保持稳定传递的？”通过这一问题，学生不仅能够回顾细胞分裂的基本知识，还能深入思考基因在遗传中的作用。进一步地，教师可以引导学生分析孟德尔的豌豆实验数据，理解基因分离和独立分配的规律。此外，结合现代分子生物学的案例，如CRISPR-Cas9基因编辑技术，可以激发学生对基因功能和本质的深入思考。
3.3 学生参与度提升的问题情境构建
在“基因的本质”单元的问题化教学设计中，提升学生参与度是实现教学目标的关键。通过构建问题情境，可以激发学生的好奇心和探究欲，使他们主动参与到学习过程中。例如，在探讨基因的遗传功能时，教师可以设计一个模拟实验，让学生通过计算孟德尔的豌豆杂交实验数据，来理解基因分离和自由组合的规律。学生通过亲手操作和数据分析，不仅能够加深对遗传规律的理解，还能体会到科学研究的乐趣。
3.4 教学互动中的问题反馈与调整
在“基因的本质”单元的问题化教学设计实践中，教学互动中的问题反馈与调整环节至关重要。通过实时监控学生的学习状态和理解程度，教师能够及时发现学生在基因概念理解上的偏差，并迅速作出调整。例如，在探讨基因与遗传疾病的关系时，若发现学生普遍对孟德尔遗传规律的理解存在误区，教师可以立即引入具体案例，如囊性纤维化或镰状细胞贫血症的遗传模式，通过案例分析帮助学生构建正确的遗传规律模型。此外，利用数据分析模型，如Punnett方格，可以直观展示基因组合的概率，从而加深学生对基因分离和自由组合定律的理解。
参考文献
[1]蔡丽萍.高中生物培育生命观念的教学策略[J].文理导航(上旬),2023,(09):61-63.
[2]安小宁.指向学科本质的高中生物学整体教学研究[J].中学课程辅导,2023,(25):15-17.
[3]徐鑫.高中生物学课堂教学中问题设计的策略研究[D].扬州大学,2018.