生物學(xué)科能動(dòng)課堂教學(xué)模型的構(gòu)建與實(shí)施——以“DNA的復(fù)制”教學(xué)為例

哈爾濱工業(yè)大學(xué)附屬中學(xué) 丁小萌

課堂是學(xué)生學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)生成和思維成長的主要陣地，如何利用課堂的有效時(shí)間讓學(xué)生領(lǐng)悟知識(shí)、深化認(rèn)知、鞏固運(yùn)用、提升效能、培育素養(yǎng)、健全人格是學(xué)校課堂教學(xué)模型構(gòu)建面臨的關(guān)鍵問題。在新課程理念的指引下，教師應(yīng)結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，以有效的課堂轉(zhuǎn)型，激發(fā)學(xué)生學(xué)術(shù)心態(tài)的形成，主動(dòng)地探索、挖掘知識(shí)，促使自己能夠在課堂中處于主體地位。而能動(dòng)課堂恰為我們構(gòu)建了一種教學(xué)的創(chuàng)新變革模式，旨在通過自主建構(gòu)、主動(dòng)探究、項(xiàng)目體驗(yàn)等深層學(xué)習(xí)方法培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力，發(fā)展學(xué)生探究力、判斷力、辨析力、表達(dá)力等綜合學(xué)力，在研學(xué)共同體的協(xié)作活動(dòng)中，基于學(xué)科課程的綜合化教學(xué)得以開展和實(shí)施，實(shí)現(xiàn)學(xué)科教學(xué)方向從知識(shí)本位到育人本位的轉(zhuǎn)變。

一、教材分析

“DNA的復(fù)制”選自高中生物（必修二）第三章第三節(jié)，教學(xué)目的是使學(xué)生全面地了解DNA復(fù)制的概念、過程以及意義，同時(shí)將其與“遺傳”相關(guān)知識(shí)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。有助于學(xué)生深入理解“細(xì)胞分裂”，并為接下來“變異”和“進(jìn)化”等知識(shí)做理論鋪墊。由于知識(shí)的系統(tǒng)性和復(fù)雜性，在教學(xué)過程中，需采取合作探究、展示評(píng)價(jià)等方式展開教學(xué)，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的能動(dòng)性，使其能夠通過實(shí)踐與探索，強(qiáng)化探究能力。在后續(xù)的探究活動(dòng)中，可以讓學(xué)生通過假說——演繹法推測(cè)DNA的復(fù)制方式，引導(dǎo)學(xué)生展開合理的聯(lián)想和想象，強(qiáng)化對(duì)知識(shí)的綜合運(yùn)用能力，能夠?qū)@些抽象化的理論知識(shí)作生動(dòng)形象地概述和分析，從而有效培養(yǎng)邏輯思維，最終構(gòu)建自身的知識(shí)體系。

二、現(xiàn)場教學(xué)

環(huán)節(jié)一：有效預(yù)學(xué)

課前篇包括學(xué)習(xí)目標(biāo)、知識(shí)清單、拓展資料三部分內(nèi)容。學(xué)習(xí)目標(biāo)幫助學(xué)生明確學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，掌握重難點(diǎn)；知識(shí)清單是對(duì)新概念的認(rèn)知過程，編排順序遵循了科學(xué)史，基于DNA復(fù)制的機(jī)制到實(shí)驗(yàn)證明DNA半保留復(fù)制機(jī)制的正確性，最后介紹DNA復(fù)制的具體過程；拓展資料介紹了DNA復(fù)制的三種模型，可以幫助學(xué)生進(jìn)一步理解DNA復(fù)制的方式，同時(shí)為合作探究環(huán)節(jié)做鋪墊。以拓展資料的形式進(jìn)行補(bǔ)充可以鍛煉學(xué)生閱讀分析、提取有用信息和高度概括的能力。

環(huán)節(jié)二：情境導(dǎo)學(xué)

在學(xué)習(xí)本節(jié)知識(shí)之前，學(xué)生對(duì)“細(xì)胞分裂”以及“孟德爾遺傳定律”已經(jīng)有了一定的認(rèn)知，對(duì)假說——演繹法也有一定的理解。本章第二節(jié)學(xué)習(xí)了DNA的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，為本節(jié)課的開展提供了知識(shí)和方法的保障。

教師可以基于情境，設(shè)置問題如下：

1.已知DNA是主要的遺傳物質(zhì)，遺傳信息是如何傳遞的？

2.堿基互補(bǔ)配對(duì)原則暗示DNA的復(fù)制機(jī)制可能是怎樣的？

3.假如你是科學(xué)家，能根據(jù)DNA的結(jié)構(gòu)設(shè)想DNA復(fù)制的方式嗎？

用沃森和克里克的論文結(jié)束語作引入，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)梯度性問題，促使學(xué)生由情境的引導(dǎo)，掌握知識(shí)并樹立生命觀念，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)探究欲望。由此引導(dǎo)學(xué)生展開對(duì)DNA復(fù)制方式的探究性學(xué)習(xí)。

環(huán)節(jié)三：探究研學(xué)

探究活動(dòng)的實(shí)施是打造能動(dòng)課堂的核心環(huán)節(jié)，多種多樣的教學(xué)活動(dòng)活躍課堂氛圍，提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的興趣。學(xué)生探究知識(shí)、提出問題、解決問題，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)的深度學(xué)習(xí)。結(jié)合課前學(xué)案拓展資料和教材的相關(guān)內(nèi)容，啟發(fā)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)提出對(duì)DNA復(fù)制的推測(cè)。通過層層的問題設(shè)置讓學(xué)生明確用實(shí)驗(yàn)區(qū)分DNA的復(fù)制方式，如何區(qū)分親代和子代DNA，如何區(qū)分模板DNA的母鏈和新合成的DNA的子鏈，引出梅塞爾森和斯塔爾的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。教師簡單介紹密度梯度離心技術(shù)，說明此技術(shù)可以區(qū)分質(zhì)量不同的DNA分子，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)同科學(xué)技術(shù)的重要作用。

活動(dòng)1：為了讓學(xué)生運(yùn)用假說——演繹法分析和解決問題，體會(huì)科學(xué)探究的基本思路和方法。編寫探究報(bào)告的重點(diǎn)部分放在演繹推理上，以研學(xué)共同體合作探究的方式主動(dòng)思考、相互討論完成探究報(bào)告，小組間進(jìn)行展示分享。學(xué)生可以通過建構(gòu)模型，用所提供的教具藍(lán)色的紙條模擬模板DNA的母鏈，紅色的紙條模擬新合成的DNA的子鏈，進(jìn)而克服DNA復(fù)制的抽象性，使DNA復(fù)制方式的表觀形象在學(xué)生頭腦中直觀編碼，發(fā)展學(xué)生的形象思維。此環(huán)節(jié)應(yīng)給予充足的展示交流時(shí)間，學(xué)生相互質(zhì)疑評(píng)價(jià)、補(bǔ)充完善進(jìn)而打造能動(dòng)課堂。

活動(dòng)2：合作探究之后，學(xué)生對(duì)半保留復(fù)制的過程有了一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。但DNA的復(fù)制過程相對(duì)抽象，學(xué)生難以正確表征，教師可以充分利用多媒體資源，將DNA的復(fù)制過程進(jìn)行立體、直觀呈現(xiàn)，加深理解和認(rèn)知，讓學(xué)生體會(huì)知識(shí)之間的聯(lián)系。設(shè)置問題如下：

1.DNA復(fù)制的場所在哪里？在什么時(shí)間進(jìn)行？

2.DNA復(fù)制需要哪些條件？

3.DNA復(fù)制的特點(diǎn)有哪些？

4.DNA復(fù)制的意義？

5.DNA準(zhǔn)確復(fù)制的原因？

通過視頻能夠?qū)?fù)雜的知識(shí)形象化。一連串的問題鏈啟發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，培養(yǎng)分析與綜合的科學(xué)思維。通過研學(xué)共同體的協(xié)同學(xué)習(xí)和小組的展示分享，逐步養(yǎng)成積極的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。

環(huán)節(jié)四：梳理明學(xué)

結(jié)合生物學(xué)科特點(diǎn)，能動(dòng)課堂的打造需以構(gòu)建生物學(xué)大概念為目標(biāo)，DNA復(fù)制涉及的具體概念較多，學(xué)生可通過思維導(dǎo)圖生成課堂知識(shí)，梳理整節(jié)內(nèi)容，建立概念之間的聯(lián)系。這一環(huán)節(jié)請(qǐng)小組代表在黑板上展示，其他同學(xué)補(bǔ)充完善，教師引導(dǎo)學(xué)生積極進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)，在師生互動(dòng)和生生互動(dòng)中發(fā)展學(xué)生歸納與總結(jié)能力，轉(zhuǎn)向高參與度、高能量的能動(dòng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

環(huán)節(jié)五：拓展激學(xué)

教師可以讓學(xué)生參照教材中大腸桿菌DNA半保留復(fù)制的實(shí)驗(yàn)圖，分析整理DNA分子數(shù)、脫氧核苷酸鏈數(shù)以及消耗脫氧核苷酸數(shù)的計(jì)算公式，進(jìn)一步加深對(duì)DNA半保留復(fù)制內(nèi)容的理解、擴(kuò)充概念的內(nèi)涵、促進(jìn)概念的遷移，培養(yǎng)學(xué)生可遷移、可深入、可持續(xù)的硬核學(xué)力。

環(huán)節(jié)六：評(píng)價(jià)促學(xué)

以檢測(cè)評(píng)價(jià)、過程評(píng)價(jià)、任務(wù)評(píng)價(jià)、總結(jié)性評(píng)價(jià)等多種評(píng)價(jià)方式，檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況、對(duì)活動(dòng)的參與情況和對(duì)課堂的反思情況。通過自我評(píng)價(jià)、生生評(píng)價(jià)和師生評(píng)價(jià)維度構(gòu)建評(píng)價(jià)表，關(guān)注學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的遷移應(yīng)用能力、合作的效能以及自我管理、批判質(zhì)疑等核心素養(yǎng)的提升，進(jìn)而獲得能動(dòng)的深層學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

環(huán)節(jié)七：分層固學(xué)

根據(jù)班級(jí)學(xué)生實(shí)際情況，將作業(yè)設(shè)置為基礎(chǔ)必做題、提高選做題和能力拓展題，采取學(xué)生自選和教師指導(dǎo)學(xué)生選擇相結(jié)合的方式。教師及時(shí)給予反饋，找準(zhǔn)學(xué)生的最佳成長點(diǎn)，并在研學(xué)共同體的協(xié)作學(xué)習(xí)中互相探討，互相交流、互相啟發(fā)，使學(xué)生在恰當(dāng)?shù)姆謱宇}目中得到發(fā)展和提高。

本節(jié)課能力拓展題是查找關(guān)于DNA的復(fù)制在癌癥的治療和克隆等方面應(yīng)用的資料，是課堂能動(dòng)學(xué)習(xí)的延續(xù)，目的在于引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)運(yùn)用于實(shí)踐，關(guān)注社會(huì)特點(diǎn)，發(fā)展社會(huì)屬性，促進(jìn)人格養(yǎng)成和育人價(jià)值的實(shí)現(xiàn)。

三、教學(xué)思考

本節(jié)課嘗試運(yùn)用能動(dòng)課堂教學(xué)模型展開教學(xué)，預(yù)學(xué)環(huán)節(jié)學(xué)案編排合理，充分挖掘教材內(nèi)容，整合教學(xué)資源；導(dǎo)學(xué)環(huán)節(jié)三個(gè)問題的設(shè)置，既符合學(xué)生認(rèn)知思維又推動(dòng)學(xué)生深入思考；研學(xué)環(huán)節(jié)探究活動(dòng)目的明確，高效突破DNA復(fù)制的重難點(diǎn)；明學(xué)環(huán)節(jié)梳理知識(shí)，生成概念框架，進(jìn)一步促進(jìn)概念的遷移；激學(xué)環(huán)節(jié)總結(jié)DNA復(fù)制的計(jì)算規(guī)律，加深對(duì)課堂理解的同時(shí)注重理性思維素養(yǎng)的提升；促學(xué)環(huán)節(jié)多維度評(píng)價(jià)學(xué)生表現(xiàn)，關(guān)注學(xué)生增值成長；固學(xué)環(huán)節(jié)分層次設(shè)置習(xí)題，延伸課堂，個(gè)性化發(fā)展學(xué)生硬核學(xué)力。

通過探索基于情境和問題指引的互動(dòng)型、探究型、合作型、體驗(yàn)型等課堂教學(xué)形式在內(nèi)的教學(xué)模型，讓學(xué)生的思維從低階向高階轉(zhuǎn)化，豐富認(rèn)知理解能力。教師轉(zhuǎn)變角色，輔助學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，主張學(xué)生在建構(gòu)知識(shí)體系的同時(shí)提升解決問題的通用能力，逐步進(jìn)入積極應(yīng)對(duì)新知、硬核思維發(fā)展的高階學(xué)習(xí)狀態(tài)。形成以學(xué)案為工具，以知識(shí)為基礎(chǔ)、以情景為切入，以活動(dòng)為主軸，以遷移為擴(kuò)充、以評(píng)價(jià)為反饋的能動(dòng)課堂模型。