“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”的教學(xué)創(chuàng)新

趙瑞芬

摘 要 在“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”教學(xué)中，制作微視頻導(dǎo)入新課，通過挖掘科學(xué)史和建構(gòu)模型創(chuàng)新教學(xué)過程，改編生物歌曲進(jìn)行課堂總結(jié)，有效落實(shí)課程理念和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 微視頻 科學(xué)史 模型建構(gòu) 核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”作為證明DNA是遺傳物質(zhì)證據(jù)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)之一，一直備受師生的重視。為利用該內(nèi)容的教學(xué)，讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)家在研究過程中所持有的觀點(diǎn)以及解決問題的思路和方法，筆者進(jìn)行了創(chuàng)新，取得了理想效果，有效落實(shí)了課程理念，發(fā)展了學(xué)生核心素養(yǎng)。

1 制作微視頻，展示探究歷程

肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)是“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”第一課時(shí)的教學(xué)內(nèi)容，考慮讓導(dǎo)入既激發(fā)學(xué)生興趣又起到引入課題的作用，筆者經(jīng)過反復(fù)思考，決定自制微視頻展示探究歷程導(dǎo)入新課。筆者收集了探索遺傳物質(zhì)的過程中眾多科學(xué)家的研究成果，濃縮成2 min的視頻腳本。視頻首先從DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)螺旋切入，再顯示諾貝爾獎(jiǎng)史上的幾十次頒獎(jiǎng)與核酸有關(guān)，以吸引了學(xué)生的注意。接著按時(shí)間軸展示從米歇爾發(fā)現(xiàn)核酸，科賽爾證明DNA和RNA的存在，到萊文的“四核苷酸假說”，直至人們否定核酸是遺傳物質(zhì)，猜測(cè)蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)。然后畫面一轉(zhuǎn)，探索遺傳物質(zhì)之路迎來轉(zhuǎn)折點(diǎn)，20世紀(jì)50年代人們終于接受了“DNA是遺傳物質(zhì)”的觀點(diǎn)。該視頻不僅初步展示了科學(xué)探究歷程，還激起學(xué)生探究的欲望，順利將學(xué)生帶入到對(duì)新知識(shí)的探求中。

2 挖掘科學(xué)史，培養(yǎng)理性思維

“理性思維”是生物核心素養(yǎng)之一，是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。科學(xué)史是培養(yǎng)學(xué)生理性思維的有效路徑，“肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)”涉及嚴(yán)密的邏輯思維過程，但教材限于篇幅只介紹了格里菲思和艾弗里的實(shí)驗(yàn)過程。為了讓學(xué)生在尊重事實(shí)和證據(jù)基礎(chǔ)上運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識(shí)事物，筆者對(duì)肺炎雙球菌的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行了挖掘，特別是格里菲思和艾弗里實(shí)驗(yàn)之間的演進(jìn)，本身蘊(yùn)含了嚴(yán)密的理性思維過程。教師將這一演進(jìn)按邏輯順序呈現(xiàn)就是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思維的過程。

在格里菲思的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)之后，很多人重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)，也做出過各種猜測(cè)。例如幾種典型猜想如下：

（1） R型細(xì)菌突變成S型細(xì)菌（偶然性）；

（2） 活R型細(xì)菌使S型細(xì)菌“死而復(fù)活”；

（3） 死的S型細(xì)菌刺激小鼠體內(nèi)產(chǎn)生免疫物質(zhì)，后者刺激R型細(xì)菌突變成了S型細(xì)菌；

（4） 加熱殺死的S型細(xì)菌中“某物質(zhì)”進(jìn)入了活R型菌，使之轉(zhuǎn)化為活S型細(xì)菌。

排除第一種猜想比較容易，如何否定上述第二、三種猜想，使學(xué)生的目光聚焦于第四種猜想？教師和學(xué)生對(duì)此都有困惑，但實(shí)際教學(xué)中很少有人去研究這個(gè)問題。筆者通過查閱資料，了解到其中的研究歷程：在格里菲思發(fā)布了肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的成果之后，引起了美國洛克菲勒研究所艾弗里及其團(tuán)隊(duì)的關(guān)注。在洛克菲勒研究所的實(shí)驗(yàn)室，艾弗里的同事道森與阿洛維先后重復(fù)了格里菲斯的實(shí)驗(yàn)，具體過程如下：

（1） 道森等成功地在體外進(jìn)行了轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)：只在培養(yǎng)皿中也能使R型菌轉(zhuǎn)化成S型菌，不需要以小鼠為媒介。——否定了小鼠體內(nèi)免疫物質(zhì)誘導(dǎo)的解釋。

（2） 阿洛維將活R型菌和S型菌的無細(xì)胞提取液（不是完整細(xì)胞）混合，培養(yǎng)皿中仍長(zhǎng)出了S型菌。——否定了活R型菌以某種方式使加熱殺死的S型菌“復(fù)活”。這說明了S型菌提取物中含有某物質(zhì)（轉(zhuǎn)化因子），使R型菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。

通過挖掘科學(xué)史，學(xué)生順利從格里菲斯實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過渡到艾弗里的實(shí)驗(yàn)，既符合科學(xué)事實(shí)，又培養(yǎng)了學(xué)生的理性思維習(xí)慣。

3 注重實(shí)踐，嘗試模型建構(gòu)

新課程高度關(guān)注教學(xué)過程中的實(shí)踐經(jīng)歷，“重實(shí)踐”強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是主動(dòng)參與的過程，教師既要讓學(xué)生參與動(dòng)手活動(dòng)，又要讓學(xué)生積極地融入涉及動(dòng)腦的環(huán)節(jié)。對(duì)于艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，在教學(xué)中，大多數(shù)教師采用課件講解的方式。筆者運(yùn)用模型建構(gòu)思想，給學(xué)生提供了一系列卡片（包括活R型菌、加熱殺死的S型菌，培養(yǎng)皿（基）、DNA、蛋白質(zhì)、多糖、RNA、DNA水解酶等），讓學(xué)生在白板上構(gòu)建模型來模擬艾弗里的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生興趣盎然、參與度高。模型建構(gòu)的活動(dòng)，既落實(shí)了“重實(shí)踐”的課程理念，又讓學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)家的研究過程。

4 總結(jié)有新招，改編生物歌曲

在課堂總結(jié)階段，筆者沒有采用常規(guī)總結(jié)方式，而是采用改編的生物歌曲進(jìn)行總結(jié)，收到極好的效果。教師用《暖暖》歌曲的歌詞改編了一首“肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化之歌”，將學(xué)生演唱作為背景音樂，再與格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)過程一起錄制成視頻，在課堂總結(jié)環(huán)節(jié)播放，不僅起到鞏固總結(jié)的作用，還讓學(xué)生感到新穎有趣，進(jìn)一步激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，此外這首歌曲可以作為教學(xué)資源反復(fù)使用。

曾有專家指出：一名優(yōu)秀教師與一般教師的不同就在于他具有獨(dú)特的教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)風(fēng)格，而根本上是因?yàn)樗哂袆?chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。教師只有在教育教學(xué)中不斷創(chuàng)新了才能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。