《DNA分子的結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

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1、 在《DNA 分子的結(jié)構(gòu)》 生物教學(xué)中＂講授－－演示＂教學(xué)方 法的運(yùn)用 課程標(biāo)準(zhǔn)的理念之一是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)中，學(xué)生學(xué)習(xí)方式開(kāi)始呈現(xiàn)多樣化的 趨勢(shì)，既有傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式（他主、接受、個(gè)體學(xué)習(xí)） ，也有新學(xué)習(xí)方式（自主、探究、合作學(xué) 習(xí)）。探究性學(xué)習(xí)作為一種能夠有效培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的學(xué)習(xí)方式，受到極大的重視，成為新一輪科學(xué)課程改革中轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式的一個(gè)突破點(diǎn)。因此，教師應(yīng)根據(jù)具體的知識(shí)內(nèi)容、課 型特點(diǎn)、學(xué)校條件、學(xué)生情況等對(duì)傳統(tǒng)和新型的學(xué)習(xí)方式進(jìn)行優(yōu)化組合，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)方式的多樣化。 在傳統(tǒng)的概念教學(xué)中，往往重視的

2、是如何識(shí)記、辨別、掌握概念，較少關(guān)注對(duì)概念形成的 背景、建立的過(guò)程、 所負(fù)載的科學(xué)思維方法、 蘊(yùn)涵的價(jià)值和體現(xiàn)的科學(xué)素養(yǎng)、 人文精神的研究。 新課程十分重視生物學(xué)概念的構(gòu)建，新教材甚至在一定程度上是以核心概念為主線構(gòu)建知識(shí)體 系的。因此，如何在新課程概念教學(xué)中滲透探究性學(xué)習(xí)的理念，使學(xué)生的探究能力在概念的探 究學(xué)習(xí)中得到提高， 是課堂教學(xué)需要研究的， 而探究性學(xué)習(xí)情境的設(shè)置是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵。 本課例的概念教學(xué)中， 更多的是教師指導(dǎo)下的探究或稱接受式探究。 教師通過(guò) "DNA 分子的 結(jié)構(gòu) " 一課（兩個(gè)課時(shí)）的教學(xué)，嘗試在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)多樣化的探究性學(xué)

3、習(xí)情境，促使學(xué)生 開(kāi)展多樣化的探究性學(xué)習(xí)，主動(dòng)構(gòu)建 DNA分子結(jié)構(gòu)的概念，并探討在概念教學(xué)中創(chuàng)設(shè)探究性學(xué)習(xí)情境的策略。一、把教材中的小欄目、習(xí)題等改編為概念探究的問(wèn)題情境在課堂教學(xué)中，提 出對(duì)學(xué)生有意義的有針對(duì)性的問(wèn)題能夠豐富學(xué)生的探究活動(dòng)，但是這里的 " 問(wèn)題 " 要與學(xué)生必學(xué)的科學(xué)概念相聯(lián)系，并且要能夠引發(fā)他們的興趣。 【例 1】  引入新課：北京中關(guān)村高科技園區(qū)的 DNA雕塑圖。創(chuàng)設(shè)情境：看似 麻花卷的 DNA 為什么能夠成為高科技的標(biāo)志？它是怎樣儲(chǔ)存遺傳信息的？ 它又是怎樣決定生物性狀的？以學(xué)生比較熟悉的 DNA 的雕塑圖引入，可以

4、拉近學(xué)生與 DNA的距離，引起他們的興趣。 【例 2】 資料閱讀，初步形成 DNA分子結(jié)構(gòu)的基本概念。 課本的科學(xué)史料 "DNA 的發(fā)現(xiàn)之路 " ，是教師進(jìn)行探究性教學(xué)可以借助的重要教學(xué)資源之一。探究 的問(wèn)題情境有： （ 1）沃森和克里克利用了他人的哪些經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)成果？這 對(duì)你理解生物科學(xué)的發(fā)展有 什么啟示？ 【例 3】 （ 2）他們?cè)诮?gòu)模型的過(guò)程中出現(xiàn)過(guò)哪些錯(cuò)誤？他們是如何對(duì)待 和糾正這些錯(cuò)誤的？ （ 3）沃森和克里克默契配合，發(fā)現(xiàn)了 DNA雙螺旋結(jié) 構(gòu)的過(guò)程，作為科學(xué)家合作研究的典范，在科學(xué)界傳為佳話。他們的這種 工作方式

5、給了你哪些啟示？在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn) " 掌握概念 " 意味 著要同時(shí)體驗(yàn)與這些知識(shí)共同存在著的背景。探究的目的是檢驗(yàn)和證明各 種假設(shè)與猜想，實(shí)施探究的過(guò)程讓學(xué)生親歷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、解決問(wèn) 題的全過(guò)程，讓他們體驗(yàn)成功的喜悅，同時(shí)也親身體會(huì)科學(xué)家是如何困惑 于問(wèn)題、如何假設(shè)問(wèn)題的 " 答案 " 又從哪些途徑解決問(wèn)題的。二、提供感性 材料，使抽象的概念具體化概念是抽象的，概念的獲得有賴于對(duì)事物的感 性認(rèn)識(shí)。在生物學(xué)教學(xué)中，感性材料主要有演示、實(shí)驗(yàn)、各種直觀素材、 教具（模型、標(biāo)本）的圖像觀察和聯(lián)系實(shí)際（學(xué)生原有的

6、知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)、 生產(chǎn)實(shí)踐等）以及教師的生動(dòng)講解。 【例 4】 讀圖分析，進(jìn)一步構(gòu)建 DNA分子結(jié)構(gòu)的概念。探究的問(wèn)題情境有： （ 1）觀察 DNA由幾條鏈構(gòu)成？這兩條鏈的位置關(guān)系如何？它們的方向一致嗎？ DNA具有怎樣的立體結(jié)構(gòu)？（ 2） DNA的基本骨架由哪些物質(zhì)構(gòu)成？分 別位于  DNA的什么部位？（  3）什么是堿基互補(bǔ)配對(duì)原則？堿基對(duì)位于  DNA 的什么位置？（ 4）脫氧核苷酸的三個(gè)組成成分是怎樣連接起來(lái)的？脫氧核 苷酸之間是如何連接的？ 對(duì)于第一個(gè)問(wèn)題中 DNA 分子兩條鏈的方

7、向的問(wèn) 題，學(xué)生一開(kāi)始認(rèn)為兩條鏈的方向都是右旋，是一致的，后來(lái)通過(guò)第二和 第四個(gè)問(wèn)題的討論，有學(xué)生提出根據(jù)脫氧核苷酸的連接方式，兩條鏈的末 端分子并不一樣。這時(shí)教師要鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑，組織學(xué)生重新認(rèn)識(shí) DNA 分子 的結(jié)構(gòu)。 【例 5】 模型構(gòu)建，小組合作檢驗(yàn)概念教學(xué)效果，引發(fā)新的問(wèn)題探究。物理 模型提供直觀的印象，是非常吸引學(xué)生的感性材料。建?；顒?dòng)還可以檢驗(yàn) 合作能力的重要性。模型建構(gòu)：每個(gè)四人小組自備材料用具。每個(gè)小組組 裝一個(gè)含有 20 個(gè)堿基對(duì)的雙螺旋 DNA分子片斷。活動(dòng)結(jié)束后的反思

8、： （ 1） 當(dāng)你發(fā)現(xiàn)組員出錯(cuò)或者你自己出錯(cuò)時(shí)有什么感受，周圍哪個(gè)同學(xué)的行為讓 你記憶深刻？發(fā)現(xiàn)什么問(wèn)題？最后怎么解決的？（ 2）你和你的同桌選用的 堿基一開(kāi)始就能正確配對(duì)嗎？你的經(jīng)驗(yàn)是什么？知識(shí)延伸： （ 1）各小組 DNA 的連接都是正確的嗎？（各小組展示自己的制作，多數(shù)小組的模型分子間 連接正確，各種小分子的形態(tài)、顏色區(qū)分明顯，比例恰當(dāng)。也有個(gè)別小組 材料準(zhǔn)備不充分，如：四種堿基未用不同的顏色和形態(tài)區(qū)分、磷酸和脫氧 核糖沒(méi)有用形狀區(qū)分、 DNA沒(méi)有立體構(gòu)型等。多數(shù)學(xué)生都能指出這些錯(cuò)誤， 說(shuō)明已經(jīng)掌握

9、相關(guān)知識(shí)。 （） 2）你覺(jué)得每個(gè)小組制作的 DNA相同嗎？每個(gè) DNA 之間的差異主要在哪里？這個(gè)問(wèn)題主要是引發(fā)對(duì)遺傳信息、 DNA的多樣性、 特異性的學(xué)習(xí)。 （ 3）各個(gè)小組的組裝方式相同嗎？細(xì)胞在形成新的 DNA時(shí) 會(huì)以哪種方式進(jìn)行？這個(gè)問(wèn)題可以引發(fā)學(xué)生對(duì)下一課時(shí) "DNA 的復(fù)制 " 的期 望，為構(gòu)建更完整的知識(shí)體系提供幫助。動(dòng)手建模有利于學(xué)生加強(qiáng)感性認(rèn) 識(shí)，使知識(shí)概念直觀化，同時(shí)也培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，還可以反饋學(xué) 生對(duì) DNA分子結(jié)構(gòu)概念的認(rèn)識(shí)。三、在實(shí)踐中總結(jié)，比較相關(guān)概念 【例 6】 畫

10、概念圖，使知識(shí)概念系統(tǒng)化。編制概念圖，可以將零散的知識(shí)系 統(tǒng)化，對(duì)相關(guān)知識(shí)概念進(jìn)行對(duì)比復(fù)習(xí)，達(dá)到對(duì)概念的正確理解和區(qū)分相近 概念。每個(gè)學(xué)生的設(shè)計(jì)可能是不同的，可以通過(guò)張貼、幻燈展示等方式讓 學(xué)生相互交流，自主完善作品。四、學(xué)科間的交流：用數(shù)學(xué)語(yǔ)言交流和驗(yàn)證概念 【例 7】 創(chuàng)設(shè)數(shù)學(xué)化的問(wèn)題情境，充分挖掘 DNA分子結(jié)構(gòu)中隱含的原理，學(xué) 會(huì)運(yùn)用多種方式表達(dá)概念。探究的問(wèn)題情境有： （ 1）雙鏈 DNA分子中，所 有的嘌呤之和與所有的嘧啶之和有什么關(guān)系？你可以用什么方式表示這種 關(guān)系？（ 2）對(duì)于 DNA 的單鏈，這種關(guān)系成立嗎？為什么

11、？（ 3）不同的雙 鏈 DNA分子中，（ A+T） / （ G+C）或（ A+C）/ （ T+G）的值恒定嗎？理科學(xué)生 討論這些問(wèn)題時(shí)氣氛熱烈， 在應(yīng)用知識(shí)拓寬思路上有較多延伸。 如問(wèn)題（ 3） 中（ A+T）/ （ G+C）這個(gè)比值，可以區(qū)分不同的 DNA分子，進(jìn)一步辨別生物 的物種。數(shù)學(xué)語(yǔ)言的運(yùn)用使學(xué)生更深刻地理解了 DNA 分子的結(jié)構(gòu)概念，了 解了更多的生命科學(xué)的研究方法，提升了生物教學(xué)的科學(xué)價(jià)值。在本節(jié)課 中，學(xué)生通過(guò)資料分析、讀圖理解、模型構(gòu)建、畫概念圖、數(shù)學(xué)語(yǔ)言五種 不同的探究技能，在腦海中逐步構(gòu)建 DNA 分子的結(jié)構(gòu)模型以

12、及相關(guān)的知識(shí) 系統(tǒng)，最終不僅牢固建構(gòu)起 DNA分子結(jié)構(gòu)的基本概念，體會(huì)變換多種思維 方式進(jìn)行科學(xué)研究以及團(tuán)隊(duì)合作的美妙之處，而且啟發(fā)了思考科學(xué)研究中科學(xué)思想、科學(xué)精神以及科學(xué)方法所起的作用，為日后研究科學(xué)問(wèn)題打下 良好的基礎(chǔ)。 “物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式”的“講授－演示”教學(xué)方法的教學(xué)思路。 一、分析教材 ,確定教材的重點(diǎn)和難點(diǎn) 二、教學(xué)目標(biāo) 1.進(jìn)行探究植物細(xì)胞失水和吸水的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作； 2.舉例說(shuō)明物質(zhì)跨膜運(yùn)輸方式的類型及特點(diǎn)； 三、教學(xué)過(guò)程 （一）引入新課 1.你吃比較咸的食物如咸菜或連續(xù)嗑帶鹽

13、的瓜子時(shí)，你的口腔和唇的黏膜會(huì)有什么感覺(jué)？ 為什么？ 2.當(dāng)你把白菜剁碎準(zhǔn)備做餡時(shí)，常常放一些鹽，過(guò)一段時(shí)間后就可見(jiàn)有水分滲出。 萎蔫的青菜放入水中一段時(shí)間后會(huì)變硬挺。 引導(dǎo)學(xué)生提出有關(guān)問(wèn)題 3.用白菜做餡時(shí)水分從哪里來(lái)？為什么會(huì)有水分滲出？萎蔫的青菜放入水中為什么會(huì)變硬挺？ 水分是如何進(jìn)出細(xì)胞的？ 教師點(diǎn)撥，突破“如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出問(wèn)題”這一難點(diǎn)。 （二） 展示滲透實(shí)驗(yàn)裝置，由課外小組的同學(xué)介紹他們的探究實(shí)驗(yàn)結(jié)果： 1.水分子為什么能夠擴(kuò)散？（學(xué)生匯報(bào)自己的結(jié)論，教師展示相關(guān)動(dòng)畫，幫助學(xué)生理解） 2.滲透作用發(fā)生的必需條件是什么？（

14、學(xué)生匯報(bào)自己的結(jié)論） 出示紅細(xì)胞吸水和失水的圖片，結(jié)合開(kāi)題所留的生活常識(shí)的思考，通過(guò)類比， 3.引導(dǎo)學(xué)生提出有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題，如：植物細(xì)胞的失水和吸水與滲透作用相同嗎？ 什么情況下失水？細(xì)胞內(nèi)有半透膜嗎？ 分組討論探究 小組討論，根據(jù)提出的問(wèn)題作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。 學(xué)生成果交流 小組間根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和結(jié)論相互交流，教師點(diǎn)撥，得出原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜、 細(xì)胞吸水和失水的條件等結(jié)論。 4.你還能提出有關(guān)物質(zhì)出入細(xì)胞的其他問(wèn)題嗎？ 分組探究， 1.同時(shí)教師展示物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)娜N方式的 Flash 動(dòng)畫，學(xué)生仔細(xì)觀察討論，自學(xué)。 2.讓學(xué)生列表比較三種物質(zhì)運(yùn)輸方式的異同。 最后師生共同小結(jié)，構(gòu)建知識(shí)體系