《DNA復(fù)制》的教學(xué)案例探析

　　摘要：對《DNA復(fù)制》采用問題探究教學(xué)法，把問題和知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為探究性思考題，設(shè)計(jì)學(xué)生主體探究過程的活動，把學(xué)生由知識的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的探究者和研究者。
　　關(guān)鍵詞：DNA的復(fù)制；探究；活動
　　
　　一、教材分析
　　《DNA復(fù)制》內(nèi)容是本章的重點(diǎn)之一，主要內(nèi)容包括DNA復(fù)制過程、所需條件及特點(diǎn)。DNA分子復(fù)制是遺傳學(xué)的基本理論。這一課時，是在聯(lián)系DNA結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡明DNA通過復(fù)制傳遞遺傳信息的功能。學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對有絲分裂、減數(shù)分裂、遺傳規(guī)律等知識得理解和鞏固，對于學(xué)生深刻認(rèn)識遺傳的本質(zhì)是非常重要的。《DNA復(fù)制》又是后面變異部分的基礎(chǔ)，學(xué)好這一課時，有利于學(xué)生對基因突變、基因重組、生物進(jìn)化等內(nèi)容的理解和掌握。
　　二、教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)重難點(diǎn)
　　1. 教學(xué)目標(biāo)
　　根據(jù)《課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求和本節(jié)課的內(nèi)容特點(diǎn)，設(shè)立具體目標(biāo)如下：（1）闡明DNA分子復(fù)制過程、特點(diǎn)和意義。（2）通過“資料分析——探究DNA分子復(fù)制過程”的活動，幫助理解DNA分子復(fù)制的半保留復(fù)制特點(diǎn)，并培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題的抽象思維能力。
　　2. 教學(xué)重點(diǎn)
　　活動：資料分析——探究DNA復(fù)制過程；DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn)。
　　難點(diǎn)：“探究DNA復(fù)制過程”的資料分析活動的組織；DNA的半保留復(fù)制特點(diǎn)的分析和理解。
　　三、教學(xué)策略
　　根據(jù)建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論，認(rèn)為學(xué)習(xí)過程是學(xué)習(xí)者在一定條件下構(gòu)建知識的過程。它強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，強(qiáng)調(diào)學(xué)生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學(xué)知識的主動構(gòu)建。教師作為課堂的組織者和指導(dǎo)者，應(yīng)該在教學(xué)過程中充分發(fā)揮引導(dǎo)作用，讓學(xué)生通過積極思考和討論后獲得知識。因此我在教學(xué)過程中，采用引導(dǎo)——探究的教學(xué)方法，通過創(chuàng)設(shè)情境，討論交流，引導(dǎo)學(xué)生在思考中獲得知識，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索的精神，發(fā)展學(xué)生的思維能力，為學(xué)生鋪設(shè)符合知識規(guī)律的思維軌道，強(qiáng)化素質(zhì)教育。
　　四、教學(xué)過程
　　1. 創(chuàng)設(shè)情境
　　教師先展示關(guān)于《親子鑒定技術(shù)確定血緣關(guān)系》的新聞，并提出相應(yīng)的問題：（1）親子鑒定是鑒定體內(nèi)的哪種物質(zhì)？（2）為什么要鑒定這種物質(zhì)具有可靠性？學(xué)生在學(xué)習(xí)前面內(nèi)容的基礎(chǔ)上很容易答出鑒定人體內(nèi)的DNA分子。接著教師告訴學(xué)生：DNA分子是人體的遺傳物質(zhì)，DNA分子能通過復(fù)制形成子代DNA分子，親代將一份傳給子代，子代就獲得了親代的遺傳信息。通過精心的教學(xué)設(shè)計(jì)，激起了學(xué)生的探究欲望，為學(xué)好本節(jié)課作好了鋪墊。
　　2.重難點(diǎn)突破
　　由于本課時內(nèi)容具有較深的抽象性，學(xué)生們會感到困難，因此在教學(xué)中，教師除了引導(dǎo)學(xué)生自主、探索、合作學(xué)習(xí)以外，還可通過啟發(fā)式教學(xué)，設(shè)置大量的問題情境，來激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合直觀、比較、討論、探究等教學(xué)方法，通過教師的引導(dǎo)，從知識的發(fā)生過程入手，能把教材中的科學(xué)活動過程充分展開，著重引導(dǎo)學(xué)生自己去探索、觀察、思考、分析、歸納、總結(jié)。
　　（1）復(fù)制的條件。創(chuàng)設(shè)情境后提出問題：DNA復(fù)制需要怎樣的條件？引導(dǎo)學(xué)生分組自學(xué)課本內(nèi)容和通過模擬試驗(yàn)主動探索DNA的復(fù)制過程。材料：紅色、黃色、藍(lán)色、綠色塑料夾子，絲帶。簡介材料的用途：塑料夾子有四種顏色，分別代表四種脫氧核苷酸，用絲帶把它們連起來表示脫氧核苷酸鏈，兩條鏈之間用夾子連結(jié)表示堿基互補(bǔ)配對。展示教師做的DNA模型。巡視學(xué)生的活動，記錄學(xué)生出現(xiàn)的問題。并介紹試驗(yàn)1：1958年美國生化學(xué)家Kornberg在試管中用脫氧核苷酸合成DNA。他將大腸桿菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四種豐富的脫氧核苷酸核適量的Mg2+的人工體系中，并沒有發(fā)生DNA 的合成，當(dāng)加入少量的DNA作引子和ATP作為能源物質(zhì)，經(jīng)保溫孵育后，測定其中DNA的含量，發(fā)現(xiàn)其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性質(zhì)完全決定于加入的作為引物的DNA。在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生分析、推理，得出結(jié)論，即DNA可以進(jìn)行復(fù)制，復(fù)制時必需具備四個基本條件——原料、模板、能量、酶。
　　（2）復(fù)制的方式。引導(dǎo)學(xué)生回顧DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并提出問題：根據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)，猜測DNA是如何復(fù)制的？學(xué)生分組進(jìn)行大膽的猜想和討論，并派出代表闡釋自己的觀點(diǎn)。教師展示歷史上科學(xué)家對DNA復(fù)制的假說——半保留復(fù)制和全保留復(fù)制的圖片，在此基礎(chǔ)上繼續(xù)引導(dǎo)。同時，在學(xué)生已有的討論基礎(chǔ)上展示實(shí)驗(yàn)2：1958年Meselson和Stehl把大腸桿菌培養(yǎng)在含有重同位素（N15）的培養(yǎng)基中，在細(xì)菌的生長過程中，N15進(jìn)入含氮堿基，經(jīng)過多次細(xì)胞分裂，細(xì)菌細(xì)胞的DNA充分地被N15標(biāo)記上。然后把這些細(xì)胞移入正常的輕同位素（N14）的培養(yǎng)基中，經(jīng)過一次細(xì)胞分裂，抽取細(xì)菌樣本，從中提取DNA，通過熱變性，使DNA雙鏈分開，然后離心。這時他們觀察到兩條帶，一條是重的，一條是輕的。在教師的啟發(fā)引導(dǎo)下，學(xué)生們分析試驗(yàn)，得出子代DNA的雙鏈中，一條來自親代（N15），一條是新合成的（N14）的結(jié)論，總結(jié)出DNA復(fù)制的特點(diǎn)是半保留復(fù)制。教師對學(xué)生的大膽猜想要加以肯定和表揚(yáng)。
　　（3）復(fù)制的過程。經(jīng)過上面對復(fù)制的條件及方式的探究后，教師演示DNA復(fù)制的動畫，讓學(xué)生觀察生命體內(nèi)的復(fù)制過程是如何進(jìn)行的，并在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生思考如下問題：①DNA復(fù)制是在什么時候？②DNA復(fù)制場所在哪里？③DNA復(fù)制的特點(diǎn)是什么？④如何保證DNA復(fù)制的精確性？⑤DNA復(fù)制的特點(diǎn)是什么？⑥D(zhuǎn)NA復(fù)制的意義是什么？通過一系列的問題對DNA復(fù)制進(jìn)行總結(jié)（問題的結(jié)論都以板書的形式展示），讓學(xué)生掌握相關(guān)知識。
　　五、課外研究性學(xué)習(xí)
　　請同學(xué)們在課后兩周的時間內(nèi)，撰寫小論文，題目：《“DNA復(fù)制”的研究史》。兩周后進(jìn)行交流，并評選優(yōu)秀小論文。設(shè)計(jì)此作業(yè)的目的是培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、收集信息、進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)的能力。
　　六、教學(xué)反思
　　本節(jié)課所用的主要教學(xué)方法是“問題探究教學(xué)法”，把問題和知識點(diǎn)轉(zhuǎn)化為探究性思考題，設(shè)計(jì)學(xué)生主體探究過程，把學(xué)生由知識的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的探究者和研究者。本節(jié)課還蘊(yùn)涵較豐富的科學(xué)史材料，通過對科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的材料進(jìn)行適當(dāng)?shù)剡x擇和組織，向?qū)W生展示人類揭開生物世界的奧秘和令人興奮的探索歷程，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的邏輯思維路線，經(jīng)歷一個“發(fā)現(xiàn)”的過程，去體驗(yàn)和理解知識發(fā)生、發(fā)展、形成的過程，了解科學(xué)家科學(xué)創(chuàng)造的思路，理解科學(xué)家的認(rèn)識過程，從而理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法，并學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法和獻(xiàn)身科學(xué)的精神。
　　十多位聽課教師在評課時對本課的設(shè)計(jì)與施教予以肯定。他們認(rèn)為這一嘗試：（1）體現(xiàn)了課堂教學(xué)以引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主的教法，符合新的教學(xué)理念；（2）教學(xué)中既扣緊了知識點(diǎn)的落實(shí)，又充分地放開去——引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑探究，各抒己見，不給學(xué)生造成束縛，學(xué)生的思維得到多方面訓(xùn)練；（3）教師的角色實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)變，教師站講臺的時間不到10分鐘，講話的時間更短，沒有以權(quán)威身份灌輸什么答案，而是與學(xué)生一起平等地探究學(xué)習(xí)；（4）用網(wǎng)頁為學(xué)生提供豐富的參考資料，信息技術(shù)的優(yōu)勢得到利用。課后，學(xué)生也以口頭與練筆方式向教師反映，這樣的課他們學(xué)得主動積極，很有興趣。施教中存在的問題主要是討論時間安排不足，全班交流發(fā)言原定6人，實(shí)際發(fā)言4人，教師的小結(jié)很匆促。這是備課時對學(xué)生發(fā)言的長度估計(jì)不足造成的。而這一缺憾恰恰也反映出我雖然是有意識地在以新的教育觀組織教學(xué)，而自以為是的舊觀念仍頑固地在起作用，低估學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力就是其中的表現(xiàn)之中。由此可見，以新觀念、新手段改革課堂教學(xué)將會有一個長長的過程。
　　
　　（永嘉縣羅浮中學(xué)）