基于問題圖運(yùn)動“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的課堂教學(xué)案例

劉麗娟+陳加柱

摘 要：通過基礎(chǔ)知識的漏空式填空，發(fā)現(xiàn)了解學(xué)生的問題所在，在此基礎(chǔ)上師生共同分析確立本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)和策略。師生運(yùn)用策略分層次的運(yùn)作問題圖促使學(xué)生從對DNA結(jié)構(gòu)的感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生模型建構(gòu)能力。

關(guān)鍵詞：DNA；雙螺旋結(jié)構(gòu)；問題圖

一、 教材分析

“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”是人教版高中生物教材必修二第三章第二節(jié)《DNA分子的結(jié)構(gòu)》中模型建構(gòu)的內(nèi)容。在此之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些有關(guān)遺傳物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能的知識，對DNA也有了初步了解，但是對于DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的精妙之處還是不能很好地理解。而對DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的深刻理解，是進(jìn)一步掌握“DNA分子的功能（復(fù)制和表達(dá)）”、“遺傳和變異”以及“基因工程”等內(nèi)容的基礎(chǔ)。本節(jié)課的重點(diǎn)：進(jìn)一步理解DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；理解DNA的多樣性和特異性；掌握制作“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的技術(shù)。本節(jié)課的難點(diǎn)：制作“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”；DNA分子中堿基的數(shù)量關(guān)系。

二、 教學(xué)目標(biāo)

（一） 知識目標(biāo)

理解DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)。學(xué)會用數(shù)學(xué)語言描述DNA分子中的堿基關(guān)系。

（二） 能力目標(biāo)

學(xué)會制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，嘗試參與課程設(shè)計(jì)、課程實(shí)施以及課程評價(jià)。

（三） 情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

體驗(yàn)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建歷程，感悟科學(xué)研究中蘊(yùn)含的科學(xué)思想和科學(xué)態(tài)度。

三、 課前準(zhǔn)備

教師除準(zhǔn)備好多媒體課件、學(xué)案（學(xué)生人手一份）外，還準(zhǔn)備了下列物品（如圖1）：直徑4cm黃色圓形硬紙片（代表磷酸）若干，邊長為4cm的綠色五邊形硬紙片（代表脫氧核糖）若干，分別印有A、T、C、G、U字母的不同顏色的（長 6cm，寬4cm）長方形硬紙片（代表5種不同堿基）若干，長 3cm，寬0.5cm的長方形硬紙片（代表磷酸二酯鍵）若干，訂書機(jī)。

四、 教學(xué)過程

布點(diǎn)教學(xué)法（簡稱布點(diǎn)法）是教師以問題圖為工具運(yùn)作學(xué)生知與不知運(yùn)動的教學(xué)方法。學(xué)生在自主學(xué)習(xí)過程中會將學(xué)習(xí)客體區(qū)分為已知（簡稱知）、未知（又稱不知），并產(chǎn)生由不知向知轉(zhuǎn)化的策略，布點(diǎn)法將由知、不知和策略構(gòu)成的互動結(jié)構(gòu)稱為問題圖。問題圖一直處于不停的運(yùn)動之中，其運(yùn)動過程一般包括知與不知的區(qū)分、優(yōu)化，發(fā)育和內(nèi)化三個(gè)階段。為了教學(xué)的方便，通常將教學(xué)過程劃分為感知激圖、分層育圖和反思評圖（知與不知的內(nèi)化）三個(gè)階段。下面以“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”的課堂教學(xué)為例，介紹布點(diǎn)教學(xué)法的教學(xué)流程。

（一） 感知激圖

學(xué)生通過自學(xué)自己區(qū)分知與不知，并且形成由不知向知轉(zhuǎn)化的策略，激發(fā)了由學(xué)生的知與不知以及師生共同選擇的教學(xué)策略構(gòu)成的問題圖，就是感知激圖階段。

1. 創(chuàng)設(shè)情境，聯(lián)系主體經(jīng)驗(yàn)

多媒體呈現(xiàn)由20對手拉手的男女組成的巨大DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的“生命螺旋”雕塑的圖片，學(xué)生觀察并思考。

設(shè)計(jì)意圖：點(diǎn)燃學(xué)生探究生命奧秘的激情，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的興趣。

2. 自主學(xué)習(xí)，區(qū)分知與不知

教師用電子白板呈現(xiàn)一組關(guān)于DNA結(jié)構(gòu)的漏空式填空，請兩位學(xué)生分別在白板和黑板上寫出答案，其中一個(gè)用黑筆在白板的相應(yīng)空白處填上答案，另一個(gè)用白色粉筆在旁邊黑板上按順序?qū)懗龃鸢?，填好后，檢查自己的答案，有錯當(dāng)即訂正；其他學(xué)生在自己的學(xué)案上填寫，同桌間互相檢查并給出評價(jià)。再請兩位同學(xué)用紅筆分別對板演的兩位同學(xué)的答案進(jìn)行批改。白板上的信息用office嵌入，保留學(xué)生填寫的內(nèi)容和修改的痕跡。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生回顧基礎(chǔ)知識，發(fā)現(xiàn)自己自主學(xué)習(xí)后的問題。同時(shí)讓學(xué)生寫出而非說出答案，可以訓(xùn)練學(xué)生答題的嚴(yán)密性和規(guī)范性；同學(xué)之間相互糾錯可以培養(yǎng)學(xué)生參與課程評價(jià)的能力。

3. 師生互動，明確目標(biāo)策略

師生共同分析學(xué)生自主學(xué)習(xí)的成果，揭示學(xué)生對DNA結(jié)構(gòu)認(rèn)識和理解上存在的問題，形成學(xué)習(xí)目標(biāo)。讓學(xué)生從下列策略中選擇一種以加深對DNA結(jié)構(gòu)的認(rèn)識和理解：反復(fù)閱讀、記憶；通過相關(guān)的練習(xí)題進(jìn)行鞏固；動手制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。所有學(xué)生都選擇動手制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型這一策略。

設(shè)計(jì)意圖：師生共同分析學(xué)生的知與不知的實(shí)際情況，并依據(jù)學(xué)生的問題與學(xué)生一起確定教學(xué)目標(biāo)和重點(diǎn)，讓學(xué)生參與教學(xué)策略的選擇（即學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)）。

（二） 分層育圖

教師通過分層次實(shí)施教學(xué)策略，使學(xué)生的不知不斷地向知轉(zhuǎn)化，學(xué)生的不知逐漸縮小，知逐漸擴(kuò)大，由知、不知與策略構(gòu)成的問題圖在不斷地發(fā)育和運(yùn)動，這就是分層育圖階段。此階段，問題圖一直處于運(yùn)動之中，此為問題圖的運(yùn)動。

1. 活動探究，體驗(yàn)過程方法

學(xué)生觀看教師錄制的班級興趣小組的《制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型》視頻。各小組討論制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的步驟及注意事項(xiàng)，教師抽查。8個(gè)小組分組制作模型（各組做4個(gè)堿基對的DNA片段），教師將黑板分成4個(gè)展示區(qū)，做得最快的4個(gè)小組將做好的DNA平面結(jié)構(gòu)模型（如圖2）展示于黑板上的展示區(qū)，然后幫助其他組盡快完成制作。

教師讓各小組對已經(jīng)貼在展示區(qū)的DNA平面結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行評價(jià)，并訂正其中的錯誤，主要從以下幾個(gè)方面：①堿基中有無U；②堿基配對方式；③堿基、脫氧核糖和磷酸的連接方式；④兩條脫氧核苷酸鏈的方向；⑤磷酸二酯鍵的連接位置等。討論問題：黑板上的這些成果都是DNA平面結(jié)構(gòu)模型，怎么樣變成立體的結(jié)構(gòu)？教師將自己制作的較長的平面模型擰成立體雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，讓同學(xué)觀察并思考。

設(shè)計(jì)意圖：通過制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的活動，讓學(xué)生體驗(yàn)自主、合作與探究的學(xué)習(xí)方式及其過程，提高學(xué)生參與課程實(shí)施的積極性和課堂教學(xué)的有效性。

2. 整理歸納，建構(gòu)知識體系

問題討論：對照黑板上的DNA平面結(jié)構(gòu)模型總結(jié)歸納DNA分子結(jié)構(gòu)特性，思考DNA分子的堿基之間存在哪些數(shù)量關(guān)系。各小組代表發(fā)言，教師擇要板書，教師點(diǎn)評補(bǔ)充。給學(xué)生2分鐘，讓其記憶、理解、內(nèi)化本節(jié)課所學(xué)知識。

設(shè)計(jì)意圖：有序的知識才是有用的知識，通過整理歸納，學(xué)生的問題圖進(jìn)一步發(fā)育完善，所學(xué)知識進(jìn)一步系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。

3. 拓展應(yīng)用，理解價(jià)值意義

思考并回答下列問題：①DNA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是什么？②制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的步驟和技巧有哪些？③某DNA含有100個(gè)堿基，這樣的DNA可以有多少種？教師檢查提問，學(xué)生回答問題，教師點(diǎn)評。

（三） 反思評圖

用白板展示保留學(xué)生學(xué)習(xí)痕跡的幻燈片（反映了制作模型之前學(xué)生對DNA結(jié)構(gòu)的認(rèn)識情況）。學(xué)生結(jié)合白板上的問題、黑板上四個(gè)展示區(qū)同學(xué)自己制作的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型及教師的板書，反思本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動，說說自己的收獲、不足以及小組學(xué)習(xí)的情況。教師對班級總體學(xué)習(xí)氣氛、各小組的表現(xiàn)及特殊的個(gè)體進(jìn)行點(diǎn)評（以鼓勵為主），布置課后學(xué)習(xí)任務(wù)。

設(shè)計(jì)意圖：教師引導(dǎo)學(xué)生反思自己學(xué)習(xí)過程，經(jīng)小組討論和教師的點(diǎn)評，進(jìn)一步形成課后學(xué)習(xí)任務(wù)及策略，促進(jìn)學(xué)生知識的意義建構(gòu)、提高他們的反思學(xué)習(xí)能力。

五、 教學(xué)反思

本節(jié)課通過基礎(chǔ)知識的漏空式填空，讓學(xué)生自己區(qū)分知與不知，再通過動手制作雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、歸納DNA分子特性及堿基的數(shù)量關(guān)系等策略，讓學(xué)生的不知不斷地轉(zhuǎn)化為知。對填空答案及模型的糾錯提高學(xué)生參與課程評價(jià)的能力，讓學(xué)生參與教學(xué)策略的選擇培養(yǎng)學(xué)生參與課程設(shè)計(jì)的意識，動手制作DNA結(jié)構(gòu)模型提高學(xué)生參與課程實(shí)施的積極性和有效性！

參考文獻(xiàn)：

[1]劉麗娟.例談“布點(diǎn)教學(xué)法”在生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用[J].中學(xué)生物學(xué)，2010，（8）：24-25.

[2]姚湘仁.布點(diǎn)教學(xué)法的含義及其操作步驟[J].江蘇教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2010，（5）：1-5.

作者簡介：

劉麗娟，陳加柱，江蘇省淮安市洪澤中學(xué)。endprint