高中生物教學(xué)中學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的策略

韓明月

摘要：在高中生物教學(xué)中，教師應(yīng)結(jié)合具體的教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)探究性學(xué)習(xí)情境，組織學(xué)生進行主動地探究學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和實踐動手能力。本文以高中生物《DNA的分子結(jié)構(gòu)》一課為例，闡述了教師在構(gòu)建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型的過程中，引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究的具體策略。

關(guān)鍵詞：模型構(gòu)建;科學(xué)探究;生物教學(xué)

中圖分類號：G633.91文獻標(biāo)識碼：A ????文章編號：1992-7711（2019）17-052-1

高中生物教學(xué)的內(nèi)容涉及微觀的細(xì)胞和分子結(jié)構(gòu)，學(xué)生無法直觀地觀察到微觀的結(jié)構(gòu)，而物理模型則可以呈現(xiàn)出很強的直觀形象信息，目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到高中生物教學(xué)中。鑒于此，教師在教學(xué)中，應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣，邊思考邊動手構(gòu)建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型，促進學(xué)生科學(xué)探究能力的提升，讓學(xué)生體驗到探究過程所帶來的成就感。

一、教學(xué)過程

按照DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建層次，將科學(xué)史資料嵌入到教學(xué)環(huán)節(jié)中，形成從“脫氧核苷酸——1條脫氧核苷酸鏈——DNA的平面結(jié)構(gòu)——DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)”的物理模型構(gòu)建思路，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生積極參與到探究過程，邊思考動手，體驗到探究的快樂。

教學(xué)片段1：脫氧核苷酸的構(gòu)建

回顧必修1所學(xué)DNA分子的元素組成和基本單位，利用學(xué)校實驗室的模型材料，構(gòu)建4種脫氧核苷酸。PPT展示脫氧核苷酸模型圖，學(xué)生修正。

回顧必修1所學(xué)DNA分子的化學(xué)組成。DNA的化學(xué)組成元素？DNA的基本單位是什么？多媒體展示脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)簡式，學(xué)生觀察脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)簡式，分析其組成特點。師生共同總結(jié)：脫氧核苷酸中，脫氧核糖位于中心，一端連接磷酸，另一端連接含氮堿基。

利用學(xué)校實驗室的模型材料，構(gòu)建4種脫氧核苷酸。脫氧核苷酸中，磷酸和脫氧核糖是固定的，堿基有哪幾種？（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鳥嘌呤）請同學(xué)觀察手邊的實驗材料，白色的球代表磷酸，黑色的柱狀體代表磷酸，四種彩色的圓柱代表四種堿基。利用手中材料，請你嘗試構(gòu)建出1個脫氧核苷酸的結(jié)構(gòu)模型？學(xué)生構(gòu)建出一個脫氧核苷酸的模型，展示，師生討論，并進行修正。請每位同學(xué)構(gòu)建出四種脫氧核苷酸的模型，每種兩個，共8個脫氧核苷酸。

教學(xué)片段2：一條脫氧核苷酸鏈的構(gòu)建

師：科學(xué)家們進一步發(fā)現(xiàn)DNA就是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈。脫氧核苷酸間如何連接呢？請同學(xué)把自己構(gòu)建的脫氧核苷酸連在一起，形成一條脫氧核苷酸鏈。學(xué)生構(gòu)建脫氧核苷酸鏈（學(xué)生構(gòu)建時出現(xiàn)各種各樣的錯誤）展示資料1：20世紀(jì)30年代，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)DNA中每個脫氧核苷酸的脫氧核糖與另外一個脫氧核苷酸的磷酸連接在一起，形成糖——磷酸骨架。

學(xué)生根據(jù)資料信息，對自己構(gòu)建的脫氧核苷酸鏈進行修正，展示。師生共同總結(jié)：DNA就是由4種脫氧核苷酸為連接而成的長鏈結(jié)構(gòu)，兩個脫氧核苷酸在磷酸和脫氧核糖之間形成磷酸二酯鍵，將脫氧核苷酸連接起來形成長鏈。學(xué)生對自己構(gòu)建的脫氧核苷酸鏈進行修正。

教學(xué)片段3：脫氧核苷酸雙鏈的構(gòu)建（DNA分子的平面結(jié)構(gòu)）

提問：DNA分子有幾條脫氧核苷酸連構(gòu)成呢？DNA是一種什么樣的結(jié)構(gòu)呢？利用手中所構(gòu)建的脫氧核苷酸單鏈，如何構(gòu)建出DNA的雙鏈結(jié)構(gòu)？

資料2：1953年2月，沃森從威爾金斯那里知道DNA分子有兩條鏈構(gòu)成，糖——磷酸骨架位于分子外側(cè)。

學(xué)生構(gòu)建DNA的雙鏈模型，有不少同學(xué)發(fā)現(xiàn)自己構(gòu)建的兩條鏈之間無法連接。

展示資料3：科學(xué)家查哥夫研究得出，腺嘌呤的量總是等于胸腺嘧啶的量，鳥嘌呤的量總是等于胞嘧啶的量的關(guān)系。

引導(dǎo)：資料為模型的構(gòu)建可以提供哪些幫助？DNA雙鏈的構(gòu)建有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)？學(xué)生討論并總結(jié)：DNA的兩條鏈的堿基之間相互連接，腺嘌呤和胸腺嘧啶相連，胞嘧啶和鳥嘌呤相連，構(gòu)成雙鏈結(jié)構(gòu)。學(xué)生對所構(gòu)建的的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)進行修訂，教師指導(dǎo)，學(xué)生代表展示。

教學(xué)片段4：DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的構(gòu)建

展示資料4：1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》雜志上發(fā)表了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，他們因發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)而獲得了1962年的諾貝爾生理學(xué)獎。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)如何形成？DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)有什么特點？

教師演示DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)形成過程的動畫，學(xué)生嘗試在構(gòu)建好的DNA分子的平面結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上進一步構(gòu)建出DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生代表展示，教師進行糾正。師生共同總結(jié)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的特點。

二、教學(xué)反思

科學(xué)探究是指學(xué)生針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進行觀察、提問、設(shè)計實驗、進行實驗，以及對實驗結(jié)果進行討論與交流的能力。開展探究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑。

在教學(xué)過程中，教師應(yīng)把更多的自主權(quán)留給學(xué)生，讓學(xué)生自主參與到探究過程的每一個環(huán)節(jié)，讓學(xué)生體驗到探究的快樂。此外，教師還應(yīng)對出現(xiàn)的動態(tài)生成性問題進行及時引導(dǎo)，從而使整個課堂氣氛活躍而又在可控范圍之內(nèi)。

[參考文獻]

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