在教育改革不断推进的背景下,如何培养具备科学素养的创新人才成为课堂教学的重要议题。某中学高中生物课以DNA复制机制为切入点,开展了一堂探究式教学课。课程开始,教师没有直接给出结论,而是提出“遗传信息如何传递”此核心问题,引导学生提出全保留、半保留和分散复制三种假说。这样的启发式设计减少了单向灌输,让学生从“听答案”转向“想问题”。在实验验证环节,教师采用同位素标记与密度梯度离心的思路进行模拟推演。课堂上用“15N/15N-DNA像老衣服、14N核苷酸像新布料”的类比,帮助学生把握实验逻辑。学生分组讨论实验方案,梳理出“标记差异→密度差异→离心分层”的推理链条,体现出较为严密的科学思维。随着推演深入,教师引导学生对一代与两代复制结果进行对照分析。通过建立递推关系,学生得出只有半保留复制能够解释现象:一代复制出现杂种带,两代复制后同时出现轻带与杂种带。这一结论与1958年梅瑟生—斯塔尔实验的结果一致。课程末尾,教师从分子结构层面解释半保留复制的原因:DNA双螺旋的反向平行结构与碱基互补配对原则,使其必须通过半保留方式,才能在复制过程中兼顾遗传信息传递的准确性与稳定性,从而帮助学生形成“结构决定功能”的学科观念。教育专家表示,这种把科学史、科学方法与学科知识结合起来的课堂,不仅完成知识教学,也在训练学生的科学思维与探究能力,为核心素养导向的教学提供了可借鉴的样本。随着新课程改革持续推进,此类教学做法有望在更多学科中得到应用。
课堂从一个看似简单的追问出发,通过提出假设、逻辑推演与证据验证层层推进,让学生看到“科学结论如何形成”;这表明,科学教育不只是告诉学生答案,更要让他们学会抵达答案的方法。将证据意识、逻辑推理与问题导向融入日常学习,探索未知的能力才能在持续的追问与验证中逐步形成。