瑞士教育家皮亚杰指出:“教师不仅是教给学生知识,而是要用种种方法来刺激学生的探知欲望,从而构建学生的知识结构。”这正是新课程倡导的探究性教学。它更利于发展学生的深层思维能力与语言表达能力,更好地培养学生的刻苦钻研、勇于创新的科学精神。那么在教学中如何有效地开展探究性教学来拓展学生的思维空间呢?下面以人教版《高中生物?必修2?遗传与变异》第5章第1节的“基因突变的原因”为例。
　　1.开启探究———引起思维兴趣
　　利用多媒体与教材中的文字、插图、模型、挂图、标本等实物材料创设情境为学生进行探究营造讨论与交流的机会,同时也培养学生的观察力。基因突变原因的探究可先提供由宏观到微观,由现象到本质的资料,再辅以课件来激发学生思维的兴趣。如:
　　资料一:1910年,一位黑人因发烧,肌肉疼痛到医院看病,抽血镜检发现,他的红细胞不是正常的圆饼状而是呈镰刀状,这种红细胞运氧能力低,易破裂,使人患溶血性贫血,严重时会导致死亡。因此人们称为镰刀型细胞贫血症。(课件展示图片)
　　资料二:1949年两次获诺贝尔奖的鲍林将正常人、镰刀型细胞贫血症患者和镰刀型细胞贫血症基因携带者的血红蛋白进行电泳,图谱显示:正常人与镰刀型细胞贫血症患者的电泳图谱不同,而携带者的血红蛋白电泳图谱与由正常人与镰刀型细胞贫血症患者的血红蛋白以1:1的比例配成的混合物的电泳图谱相同。据此他推理出镰刀型细胞贫血症是由于血红蛋白分子的结构缺陷造成的。(课件展示电泳图谱)
　　资料三:血红蛋白是由两条肽链组成的,1956年Ingram等人用胰蛋白酶对这两种人的血红蛋白在相同条件处理,再进行电泳发现只有一个肽段的位置不同。这个肽段如下:(课件展示)
　　正常人:缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-谷氨酸-谷氨酸-赖氨酸-…
　　患
　　者:缬氨酸-组氨酸-亮氨酸-苏氨酸-脯氨酸-缬氨酸-谷氨酸-赖氨酸-…
　　资料四:经DNA测序发现,决定血红蛋白中上述肽段的相关基因也发生了相应的变化。
　　2. 展开探究———暴露思维过程
　　在有探究载体的基础上,教师要预设好开展探究的主干问题,通过这些问题去最大限度地暴露学生的思维过程,使学生潜在较深层次中的错误思维得以暴露并纠正偏差,以此来提高思维的针对性和有效性。如:在阅读了上述资料、看了课件后让学生根据主干问题完成表格。⑴根据上面资料完成下表中①②栏。⑵查阅课本P65密码子表完成下表中③栏。⑶根据转录推理出下表中④栏。⑷通过比较在⑤栏中分析形成这种病的根本原因是什么?(提示:①推理主线:性状→蛋白质→mRNA→DNA②学法:比较法)
　　
　　3.深入探究———领会思维内涵
　　在体验一个角度的思维过程后,要及时多角度变换情景来升华思维的内涵,完善思维的严密性,提升思维的品质。如在上面探讨了由于基因中碱基种类的替换而数量未变导致血红蛋白发生改变后提出:如果DNA(基因)中碱基种类的未变而数量发生改变(增添或缺失)会导致血红蛋白发生改变?①当血红蛋白基因中的碱基缺失1个碱基对时,翻译成的产物有哪些可能的后果?并分析原因。
　　
　　若增添2个或3个碱基对时又会对翻译成的产物产生什么影响?哪种增添对蛋白质结构的影响较大?并分析原因。(也会导致上述后果。增添1个或2个碱基对比增添3个碱基对的影响大。增添3个碱基对后产生的蛋白质可能只增添一个氨基酸,而其他未变,增添1个或2个碱基对后产生的蛋白质中氨基酸序列可能从这个氨基酸开始,后面可能都改变。)③基因中的碱基发生替换、增添、缺失,哪种对蛋白质结构的影响较大?并分析原因。(增添或缺失。增添或缺失后产生的蛋白质中氨基酸的改变比替换可能更多;替换后产生的蛋白质可能只有一个氨基酸发生改变;增添或缺失后产生的蛋白质中氨基酸序列可能从这一个氨基酸开始,后面可能都改变。)④归纳基因突变的原因(内因)?(DNA分子中发生碱基对的替换、增添或缺失,而引起基因结构的改变。)
　　4.延伸探究———让思维回归自然
　　在课堂形成的思维还要拓展到大自然,在真实的自然界中分析引起基因突变的原因(外因)、危害及保护措施等,并给予学生在健康、保健等方面的一些指导,使他们对生命的情感、态度、价值观的体验更加真情实感。
　　
　　最后开展利用基因突变的原理为大自然的可持续发展献计献策的探究活动。这样使得学生的思维空间得到进一步拓展,同时也掀起了探究的高潮,演绎了探究的精彩!