教學設計：生物學科有效備課的著力點

陳衛東

備課是教師的常規工作，備好課是上好課的前提與保障，生物學科亦然。常態化的備課中，教師的著力點往往放在教案書寫上，對其他教學要素的反思與整合較少。如果教師缺少通盤的考量與整體的規劃，備課容易走向低效甚至無效。近年來，筆者改革備課的策略，嘗試以教學設計作為抓手，將備課的著力點放在教學設計上，收到了良好的效果。

所謂“教學設計”是指教師根據生物學課程標準的要求和教學對象的特點，運用系統論的方法，將諸多教學要素有序安排和優化組合，確定合適教學方案的過程。教學設計是對教學目標、教學內容、教學方法、教學活動、教學評價等方面作出的戰略性、整體性的規劃，能將前瞻的課程理念、先進的教學思想有機地融入到備課環節中。下面以人教版必修2“DNA分子的結構”一節為例，談談著力教學設計，提升備課效益的策略。

1 著力目標設計，找準課堂教學要求

教學目標是學習者通過教學后應表現出來的行為、要達成的狀態，是教學總的方向與要求。教與學的活動設計、教學策略和教學模式的選擇與設計、教學評價的設計都要以教學目標為依據來展開。

“DNA分子的結構”章節的教學目標可以確立為：① 描述DNA雙螺旋結構模型的建構歷程；② 概述DNA分子的主要特點；② 根據堿基互補配對原則，推算DNA分子堿基比例，學會用數學語言描述與解釋生命現象；④ 制作DNA分子雙螺旋結構模型；⑤ 體驗科學研究中的合作精神、科學態度。

教學目標的設計，要把握好以下三個特性。（1） 定位要有“準確性”。針對不同知識板塊，對照課標的要求，用合適的行為動詞表達出來，以體現不同內容的不同教學要求。如目標①“描述”屬于了解水平，目標②“概述”屬于理解水平，目標③“學會”、“解釋”屬于應用水平，目標④“制作”屬于獨立操作水平，目標⑤“體驗”屬于感受水平。（2） 確立要有“全面性”。目標設計要從三個維度上全面考量，不能只重視知識目標，而輕視或忽視能力目標、情感態度與價值觀目標。如上述目標中，“動手制作”技能目標、“體驗合作精神”情意目標不能偏廢。（3） 實施要有“統整性”。教學目標可以從“知識與技能”、“過程與方法”、“情感、態度與價值觀”三個維度上來區分，但各個目標不是相互割裂的，而是相互聯系的。實施過程是相互交融、整體推進的，多元化的目標可以一體化實現。

“DNA分子的結構”的教學內容，重點就是要能概述DNA分子的結構特征，發掘教材隱含的原理與規律，學會用數學語言表達生命現象，提升生物學素養。

2 著力流程設計，厘清課堂教學思路

教學流程設計就是對教學過程作出一個框架性的規劃，給出一個總攬性的思路。“DNA分子的結構”教學流程設計為4個師生活動單元，分2課時完成。4個活動單元是：活動一——了解DNA分子結構模型的建構歷程；活動二——概述DNA分子的結構特點；活動三——分析DNA分子中的堿基數量關系；活動四——動手制作DNA雙螺旋結構模型。

活動一的推進流程是：教師給出閱讀問題→學生閱讀課本、自主學習→小組合作解答閱讀問題→完成學案上的表格填空→學生投影展示學案完成情況→聯系DNA雙螺旋結構模型建構的科學史，說出感悟。

活動二的推進流程是：教師明確觀察對象→提出觀察問題→學生觀察圖示→小組內交流、補充→分小組概說DNA分子的結構特點。預留空間：針對DNA分子的結構特點→提出疑難知識點→教師點撥→“消化”疑難知識點。

活動三的推進流程是：根據堿基互補配對原則→歸納DNA分子堿基的數學關系式→當堂訓練實施知識遷移。預留空間：DNA堿基數學關系式的推導，探討推導過程的疑難問題。

活動四的推進流程是：課前布置→課后制作→課上展示。

3 著力活動設計，構筑課堂教學路徑

教學活動設計是在教學目標的統領下，以學生的“學”為主線，細化教學流程，設計師生互動的觸發點，構筑學生自主學習、合作學習的路徑。活動設計可有機融入問題設計、方法設計、訓練設計。以下是筆者在教學“DNA分子的結構”時，進行的活動設計。

活動一：了解DNA分子結構模型的建構歷程。

（1） 閱讀教科書P47-48內容，回答下列問題：

當時科學界對DNA分子結構有怎樣的認識？

威爾金斯及合作者富蘭克林的研究成果是什么？

查哥夫的研究成果是什么？

（2） 完成表1。

（3） 分小組展示，教師糾錯。

（4） 聯系DNA雙螺旋結構模型建構的科學史，說出自己的感悟。

第一活動單元設計意圖：教材關于科學史的編寫，內容較為淺顯，也較為零碎。教師采用自主閱讀的方法來教學，可以較快達成知識目標。教師在閱讀前給出的問題，既是學習的“任務”，也是學習的“航標”，能引領學生將閱讀不斷向前推進。以小組為單位展示、糾錯，體現了互動交流、合作學習。設計表格由學生來填寫，實際上是對模型建構歷程的再一次梳理與歸納，同時也是培養學生生物科學素養的一個契合點。表格的第一欄是“模型建構的歷程”，縱向觀察是對不同觀點的質疑、否定、修正和完善，讓學生體驗科學研究的艱巨性、創新性與發展性。第二欄是“對模型的要點描述”，可以訓練學生借助教材信息篩選主干信息的能力。第三欄是“建構的依據或修改的依據”，可以引導學生從科學研究的實證性中逐漸培養實事求是的科學態度。

活動二：概述DNA分子的結構特點。

（1） 觀察教材中DNA分子的結構模式圖，回答下列問題：

DNA是由幾條鏈構成的？它具有怎樣的立體結構？

DNA的基本骨架是由哪些物質組成的？它們分別位于DNA的什么部位？

DNA中的堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？

（2） 學生展示：說出DNA分子的結構特點。endprint

（3） 質疑：關于DNA的分子結構特點的描述，你有哪些不理解的知識點？

學生提出問題，教師釋疑。

（4） 完成課堂練習。

第二活動單元設計意圖：關于DNA分子結構特點的概述，這里設計成“看圖說話”。“看”與“說”以小組為單位，學生可以進行小組內合作學習。教師要求學生觀察教材“DNA分子的結構模式圖”，回答相關問題。以此作為基礎，學生“水到渠成”地概括出DNA分子的結構特點。三個特點的描述按照從整體到局部的順序展開，學生容易聯想記憶。關于DNA分子結構特點的描述中，學生對“反向平行”、“氫鍵”可能有疑難（在歷屆教學中都有發現），這雖不是教學的重點，但教師有必要解釋清楚，可以保護學生的“好奇心”。要解決“反向平行”疑難點，教師可以結合模式圖兩條鏈的圖像來說明，沿圖形中軸對折圖像可以重合的是“同向平行”；將其中一條鏈旋轉180°，“讓這條鏈的方向反過來”，兩者可以重合的，是“反向平行”，DNA的兩條鏈屬于后者。還有一種化解策略，就是補充脫氧核苷酸碳原子的標號，可以說明一條單鏈是5→3走向，另一條單鏈是3→5，說明兩條鏈是“反向平行”關系。“氫鍵”不是一般意義上的化學鍵，可以理解為互補堿基對之間形成的分子間作用力。“當堂練習”環節，可以訓練學生知識遷移的能力。

活動三：分析DNA分子中的堿基數量關系。

（1） 規律的概括與推導。

最基本的依據：因為DNA分子中A與T配對，G與C配對，所以在DNA分子中A=T，G=C。

規律①：DNA分子中，嘌呤堿基之和等于嘧啶堿基之和，各占50%。數學表達式：A+G=T+C=50%，或（A+G）/（T+C）=1。

規律②：互補堿基之和在單鏈中所占百分比與在整個DNA分子中所占百分比相等。數學表達式：（A1+T1）%=（A2+T2）%=（A+T）%；（G1+C1）%=（G2+C2）%=（G+C）%。

數學表達式中符號含義的說明：將DNA分子的兩條互補單鏈分別記為1號鏈與2號鏈，1號鏈中的T記為T1，2號鏈中的T記為T2，余此類推。1號鏈中的（A1+T1）占1號鏈堿基總數的百分比記為（A1+T1）%，余此類推。整個DNA分子中的（A+T）占DNA分子堿基總數的百分比記為（A+T）%，余此類推。

規律③：互補堿基之和的比值，在單鏈及整個DNA分子中是相等的。數學表達式：

（A1+T1）/（G1+C1）=a，則（A2+T2）/（G2+C2）=a，（A+T）/（G+C）=a。

規律④：嘧啶堿之和與嘌呤堿之和的比值，在整個DNA分子中恒等于1，在兩條單鏈中互為倒數。數學表達式：（A+G）/（T+C）=1，（A1+G1）/（T1+C1）=b，則（A2+G2）/（T2+C2）=1/b。

學生推導。

（2） 鞏固訓練：略。

活動四：動手制作DNA雙螺旋結構模型。

（1） 課前布置制作任務：第一課時結束時布置，第二課時課上展示。教師推薦制作材料，說明制作的注意點，明確完成的時間。

（2） 課后完成制作。以小組為單位制作，每個小組的制作數量不少于一個。

（3） 課上展示制作模型，對模型進行解釋，說出模型制作過程中的體驗。

4 著力評價設計，反饋課堂教學效果

如果把教學目標比作教學活動的“指南針”，那么教學評價就是反饋教學效果的“晴雨表”。依據系統論的原理，在教學設計中，評價設計應與目標設計、流程設計、活動設計并存，且與活動設計并行。教師將教學評價貫穿教與學的全過程，發揮教學評價的反饋、校驗、激勵、導向功能，有利于學生的成長、教師的發展，有助于教學質量的提高。

反饋教學效果，評價設計應涵蓋教與學兩個方面，側重評價學生的“學”。評價課堂上學生的“學”，主要評價課堂學習中學生的話語、行動、認知水平及臨場應對。評價課堂上教師的“教”，主要評價課堂教學中教師的教學理念、教學設計、教學方式、教學過程及教學效果。

評價課堂上學生的“話語”，主要是評價話語的數量與質量。如觀察“DNA分子結構模式圖”時，學生是否能說出多項特點，描述時語言是否流暢，前因后果是否有邏輯性等。評價課堂上學生的“行動”，主要是評價行動的主動性與目的性。如閱讀“DNA模型建構的科學史”內容時，是“走馬觀花”式的，還是投入科學家的角色去探究模型建構的依據。評價課堂上學生的“認知水平”，主要是評價學生對相關知識的識記與理解程度。如完成本章節活動二中“當堂練習”、活動三中“鞏固訓練”習題時的正確率、熟練程度等。評價課堂上學生的“臨場應對”，主要評價臨場應對的靈活性、切合性與創新性。

評價教師的“教”，主要是評價教師的教學理念是否與新課程一致、是否與新課標吻合、是否具有前瞻性；教學設計中目標定位是否準確、重難點篩選是否合理、方法選擇是否合適、師生互動是否到位；教學方式是否符合教師主導、學生主體的原則；教學效果有沒有“以生為本”，有沒有關注學生的進步與發展。endprint