例谈用问题串揭示教材编写的内在逻辑

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【摘要】本文通过问题串的形式揭示了人教版《高中课程标准实验教科书生物必修②遗传与进化》遗传部分（第1章 ～ 第4章）编写的内在逻辑。笔者提出该部分内容以科学史为序，环环相扣，层层递进，形成一个逻辑严密的整体。

【关键词】问题串 遗传部分 教材编写 内在逻辑

1.问题的提出

实行新课改后，有部分教师反映新人教版教材（以下称“新教材”）的逻辑性不如旧人教版教材（以下称“旧教材”）。在刚接触到新教材时，笔者也有类似感觉，但细细体会之后，发现新教材的编写有着自己的内在逻辑。部分教师感觉逻辑性不如旧教材，实际上是思维惯性所致，即长期使用旧教材，对旧教材的逻辑形成思维定势，而对新教材的内在逻辑理解不深刻。所以，认真领会新教材的内在逻辑，是每一位教师钻研新教材，适应在新课标理念下教学的必然要求。

笔者在近年的教学实践中，对人教版《高中课程标准实验教科书生物必修②遗传与进化》遗传部分（第1章 ～ 第4章）编写的内在逻辑有了一点体会，并尝试着用问题串的形式将其层层揭示。这对深刻理解教材内容，把握知识之间的联系起到较好的效果。

2.教材编写的指导思想

遗传部分的内容为必修②第1章 ～ 第4章。其中，第1、2两章为经典遗传学，第3、4两章为分子遗传学。该部分教材的编写，总体上是以科学史的时间先后为序。目的是让学生能对人类认识遗传现象与规律的过程有一大致的了解；同时也使学生在了解科学史的过程中，领略并学习科学家们严谨的科学态度和精彩的科学思维。这正是新课标“倡导探究性学习”的理念在教材中的体现，也符合新课标实验版高考大纲（以下称“新高考大纲”） “关注生物科学发展史上的重要事件”的要求。

3.问题揭示教材编写的内在逻辑

该部分内容，以科学史的时间为序，环环相扣，层层递进。可用问题串的形式揭示其内在逻辑。现说明如下：

问题一：第1章的主要内容是：孟德尔提出“遗传因子”的概念并揭示了两个遗传基本定律。后约翰逊将“遗传因子”取名叫做“基因”。那么，什么是生物体遗传的基本单位呢？

答：见《生物必修①分子与细胞》第55页：“细胞既是生物体结构的基本单位，也是生物体代谢和遗传的基本单位。”可见，生物体遗传的基本单位是“细胞”。（从中，我们从一个侧面看出了作为一套教材，不同模块之间的前后联系）。

那么，自然提出――

问题二：基因在哪里？具体在细胞的哪一部分结构呢？

答：回答这一问题的，主要是第2章内容。首先是萨顿根据基因和染色体行为的平行关系，用类比推理的方法提出“基因在染色体上”这一假设。后由摩尔根在解释果蝇眼色遗传现象时，运用假说――演绎法证实了这一假设。从而对这一问题给出了明确的答案――基因在染色体上。

问题三：由于染色体的主要成分是DNA和蛋白质。那么――基因的本质到底是什么？是染色体上的DNA，还是蛋白质？

答：这一问题的回答主要由第3章回答。故第3章标题即为《基因的本质》。通过“肺炎双球菌的转化实验”和“噬菌体侵染细菌的实验”等一系列精彩有说服力的实验，证明 “染色体上的DNA是遗传物质，而蛋白质不是”。

于是又问――

问题四：DNA为什么能够作为遗传物质？

答：根据“结构与功能相适应”这一生物学基本观点。要回答这一问题，必须首先弄清楚DNA的空间结构。

自然要问――

问题五：DNA的空间结构是怎样的？

答：第3章第2节指出：沃森和克里克首先提出DNA的双螺旋结构模型。这一模型表明：DNA的空间结构特点，使其具备遗传物质必须具备的所有特点：

1.4种碱基的排列顺序多种多样，可以藏大量的遗传信息.

2.两条链通过碱基互补配对以氢键相连，使其结构具有稳定性.而这一特性是蛋白质不具备的。

由该结构，两人还预言了一种可能的DNA复制方式以维持遗传的稳定性.

问题六：DNA为什么能保持遗传的稳定性――即如何精确的自我复制？

答：见第3章第3节。从DNA的双螺旋结构特点出发，沃森、克里克预言了“半保留复制”的方式，这一方式由Meselson和Fstahl通过15N同位素示踪和密度梯度离心实验所证实。

综上，DNA是遗传物质，基因在染色体上控制遗传性状。

那么――

问题七：DNA与基因是什么关系？

答：第3章第4节明确指出：基因是有遗传效应的DN段。

既然如此，那么――

问题八：基因怎么控制性状？

答：由这一问题自然过渡到第4章内容。

由《必修①分子和细胞》第24页提到：“蛋白质是生命活动的主要承担者”。由此可知，生物的性状主要由蛋白质体现。所以基因是通过控制蛋白质的合成来控制性状。主要有两个途径：一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状。另一个是通过直接控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。

至此，又可提出以下问题：

问题八：DNA主要分布在细胞核内，而蛋白质主要分布在细胞质内，DNA如何指导蛋白质合成？

答：关于这一问题，克里克率先提出“中心法则”这一遗传信息流动方向的假说，并于后来被证实。即为

这样，问题又来了――

问题九：由中心法则可知，mRNA是蛋白质合成的直接模板。mRNA用的是“核苷酸语言”，而蛋白质用的是“氨基酸语言”。那么――这两种语言之间是怎样的对应关系？

答：这便是第4章第3节《遗传密码的破译》要讲的主要内容。通过伽莫夫、克里克、尼伦伯格、马太等科学家的努力，破译了全部的密码子，并发现密码子在生物界具有通用性，即绝大多数生物，从低等的细菌直至高等动物人类，共用一套遗传密码。

4.结语

由此问题串揭示教材编写的内在逻辑的过程可以看出，该部分内容以时间为序，一环扣一环，形成一个逻辑严密的整体，而并非如前部分教师所认为的“逻辑性不强”。

深刻理解这一内在逻辑，既可使教师自己提高对教材的认识，也有助于在教学，特别是第二轮复习教学中帮助学生把握知识间的内在，形成联系知识的网络结构。