例談生物核心概念融入翻轉(zhuǎn)課堂的實踐

郭麗麗 高清倉 王瑩

摘 要：筆者從“生物核心概念”和“翻轉(zhuǎn)課堂”兩個基本概念的界定入手，以“DNA的相關(guān)計算”為例，展示了生物核心概念融入翻轉(zhuǎn)課堂的應用實踐，得出翻轉(zhuǎn)課堂在高中生物教學中具有高效性和可重復性的特點，讓學生真正成為學習的主人。

關(guān)鍵詞：生物學核心概念；翻轉(zhuǎn)課堂；DNA計算

一、 基本概念的界定

（一） 生物核心概念。生物學核心概念（key concepts）是組成生物學的骨架，是生物學科結(jié)構(gòu)的骨干部分，包含了觀點、原理、規(guī)律等，統(tǒng)領(lǐng)和囊括生物學基本觀點和事實的概括性常識。

（二） 翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class Model），也稱為“反轉(zhuǎn)課堂”“顛倒課堂”，即是將傳統(tǒng)教學中先知識傳授后知識內(nèi)化的次序進行倒置安排。

二、 生物核心概念融入翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計

在高中生物教學中，人教版必修二圍繞《遺傳和進化》展開，在遺傳的分子層面的介紹中，DNA的相關(guān)計算是教學過程中的重點，又是學生理解的難點。在“DNA計算”環(huán)節(jié)，我設(shè)計了三段微課，分別介紹DNA計算的三個層面：

微課一：DNA分子堿基相關(guān)計算

微課重點回顧DNA的分子結(jié)構(gòu)，我們知道DNA通常由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，讓同學們分組進行總結(jié)：

子目標一：在整個DNA分子中，互補堿基相等。即A=T、G=C。

子目標二：在整個DNA分子中，兩個不互補堿基之和恒等，各占堿基總數(shù)的50%，且不互補堿基之和的比值等于1。

即A+G=T+C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%；

子目標四：整個DNA分子與其子鏈之間

同學們在整合的過程中會用到相關(guān)數(shù)學運算，因此在不同小組之間，可能總結(jié)結(jié)果是不同的。

①整個DNA分子中互補堿基之和占總堿基的比例=每一條單鏈中互補堿基之和占該單鏈總堿基的比例。

A1+T1A1+T1+C1+G1=A2+T2A2+T2+C2+G2=A+TA+T+C+G

②整個DNA分子中某一堿基所占的比例=該堿基在每一單鏈中所占比例之和的一半。

A1A1+T1+C1+G1+A2A2+T2+C2+G2×12=AA+T+C+G

變通A1A1+T1+C1+G1+G1A1+T1+C1+G1×12=A1+G1A+T+C+G

總結(jié)金律：互補和相等；不互補和互倒。

微課二：DNA分子的復制相關(guān)計算

此微課包含兩個部分：一、通過動畫展示，DNA分子復制過程的介紹，特別強調(diào)堿基互補配對使其更精確化；二、書中選學部分通過假說-演繹法的探究過程，了解其復制是半保留復制，在這個微課中，應該補充材料，詳解此實驗。各組相互討論，共同總結(jié)為：

子目標一：1個DNA分子復制n次，后代就有2n個DNA分子，2n+1個脫氧核苷酸鏈，而保留原來親代DNA分子母鏈的子代DNA分子永遠是2個，占2/2n；原來的2條母鏈占全部脫氧核苷酸鏈的比例為2/2n+1（即1/2n）。

子目標二：1個DNA分子復制n次，后代就有2n個DNA分子，則需要從周圍環(huán)境中吸收組成2n-1個DNA分子的游離脫氧核苷酸。

子目標三：一條DNA分子含有堿基T的數(shù)量為m，則該DNA復制n次后，形成子代DNA分子需要游離的堿基T的數(shù)量為（2n-1）×m。

子目標四：若DNA分子中有堿基對n對，儲存遺傳信息的最大量為4n種。

總結(jié)金律：認清關(guān)鍵詞“含/不含/只含”、“復制n次/復制第n次”“DNA分子條數(shù)/DNA分子鏈數(shù)”。

微課三：中心法則中的相關(guān)計算

通過FLASH動畫來展示整個中心法則的過程，這里微課設(shè)置為靜音，要求同學們邊看視頻，邊用自己的語言描述：復制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程，及時按下暫停鍵，教師補充講解逆轉(zhuǎn)錄及RNA自我復制。師生共同總結(jié)目標結(jié)論：

子目標一：基因控制蛋白質(zhì)合成中（不考慮內(nèi)含子和終止密碼子）DNA中的堿基數(shù)：RNA中的堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6∶3∶1。

子目標二：基因的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄出的RNA將被剪切，只有外顯子轉(zhuǎn)錄出的RNA才能被拼接為成熟的信使RNA。而A+T在DNA分子單鏈和雙鏈中所占比例相同，與轉(zhuǎn)錄出的RNA中的U+A所占比例也相同。

總結(jié)金律：至少二字不能少！

三、 結(jié)論與展望

智慧課堂的實踐中，翻轉(zhuǎn)課堂主要由課前的“教學視頻呈現(xiàn)”和“學習材料呈現(xiàn)”，課中“探究問題的確定”“教學情境的創(chuàng)建”“總結(jié)、評價與反饋”以及貫穿于課前和課中的“個性化指導”“自主探究”“協(xié)作學習”構(gòu)成，微課時長較短，學生可以利用碎片時間學習，具有可重復性，翻轉(zhuǎn)課堂大一個重要的核心概念分解成不同層面的知識點和子目標來逐個擊破，減低了學習的難度，又加深了學生的印象，真正意義上把課堂還給了學生，讓學生有更多的思考空間，這樣才完善構(gòu)建了“教師為主導、學生為主體”的新課程理念。

參考文獻：

[1]Paul Dehart Hurd.New Direetions in Teaching[M].Chicago：Rand McNally&Company，1971.

[2]李高峰，張迎春.我國五個版本高中生物學教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》的核心概念的差異比較[J].生物學教學，2009，34（6）：12-15.

作者簡介：

郭麗麗，高清倉，王瑩，安徽省亳州市，亳州市第一中學。