“DNA分子的結(jié)構(gòu)”教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè)

朱小燕

摘 要：以“DNA分子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)教學(xué)為實(shí)例，進(jìn)行了如下四個方面的情景創(chuàng)設(shè)：利用DNA分子有關(guān)的圖文情境，激發(fā)探究學(xué)生欲望；利用DNA分子結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史實(shí)情境，總結(jié)生物科研的一般方法；創(chuàng)設(shè)有關(guān)DNA分子結(jié)構(gòu)構(gòu)建的問題串，提升學(xué)生問題解決能力；動手構(gòu)建DNA分子模型活動的情境，提升學(xué)生模型構(gòu)建能力。

關(guān)鍵詞：DNA分子的結(jié)構(gòu)；情境創(chuàng)設(shè)；生物教學(xué)

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）11-082-1

所謂生物教學(xué)中的情境教育就是創(chuàng)設(shè)有情之境、活動之境，營造一個有情有趣的生物學(xué)習(xí)空間。高中生物教學(xué)中情境教育蘊(yùn)含了真、情、活、美，是師生共享幸福生物教學(xué)的紐帶。本文結(jié)合“DNA分子的結(jié)構(gòu)”一課的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勗谏镎n堂教學(xué)中如何通過創(chuàng)設(shè)與合理運(yùn)用情境，實(shí)現(xiàn)感性與理性、形象與抽象知識的轉(zhuǎn)化。

一、創(chuàng)設(shè)圖文情境，激發(fā)探究欲望

在生物教學(xué)中可以遵循直觀性原則，創(chuàng)設(shè)圖文情境來發(fā)揮情境教育的移情作用，學(xué)生能形成身臨其境的感受。如在“DNA分子的結(jié)構(gòu)”引入時，考慮到DNA分子比較抽象，筆者先投影圖片——矗立在北京中關(guān)村高科技園的標(biāo)志性雕塑：DNA雕塑。以直觀形象的DNA雕塑引入，可以拉近生物學(xué)中DNA知識與學(xué)生的距離。再請學(xué)生閱讀材料：為紀(jì)念DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)50周年，北京大學(xué)以雙螺旋結(jié)構(gòu)為藍(lán)本向某公司定做了一座雕塑。但展覽一段時間后，一位教授發(fā)現(xiàn)雙螺旋呈順時針，與50年前發(fā)現(xiàn)的雙旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)不符。教授將這一消息反饋給了北大校方，左旋方向的不被認(rèn)可，公司隨后又為北大重新制作，并向北大索要二次制作的費(fèi)用。但校方拒絕，公司將北大起訴到了法院。利用DNA雕塑真實(shí)清晰的圖片和北大與某公司因DNA雕塑引發(fā)的官司，瞬間將學(xué)生的注意力集中到課堂上，從而順利引入課題。

二、創(chuàng)設(shè)科學(xué)史實(shí)情境，總結(jié)科研方法

在生物教學(xué)中，教師可以按照教學(xué)需要及時創(chuàng)設(shè)生物科學(xué)史實(shí)來還原科學(xué)研究過程。本節(jié)課中，教師可以充分利用威爾金斯、沃森、克里克等科學(xué)家的研究歷程，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的足跡，在獲取相關(guān)知識的同時，總結(jié)科學(xué)研究的一般方法。通過創(chuàng)設(shè)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的史實(shí)情境，同學(xué)們懂得了建構(gòu)物理模型是自然科學(xué)研究中常用方法之一，沃森和克里克構(gòu)建的DNA結(jié)構(gòu)模型被認(rèn)可，就是因為這一模型與原型“DNA結(jié)晶的X射線衍射圖”相符。明白了結(jié)晶DNA的獲得必須應(yīng)用化學(xué)和物理的原理和方法，X射線衍射技術(shù)則主要運(yùn)用物理學(xué)原理和方法。通過創(chuàng)設(shè)科學(xué)史實(shí)情境，學(xué)生還得到了更多方面的啟示：在眾多科學(xué)家中，兩個年輕“小字輩”的科學(xué)家能脫穎而出并非偶然，他們對當(dāng)前最新問題的研究興趣是科學(xué)探究的前提；多學(xué)科交叉知識的背景是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)；科學(xué)的思維方法，與他人團(tuán)結(jié)合作、富有團(tuán)隊研究的品質(zhì)以及善于利用前人的成果，是科學(xué)研究的關(guān)鍵。

三、創(chuàng)設(shè)問題情境，優(yōu)化問題解決策略

教師應(yīng)該依據(jù)知識間的邏輯關(guān)系，科學(xué)的設(shè)置問題情境，有針對性的提出問題，引導(dǎo)學(xué)生分析和推理，并及時予以啟發(fā)與點(diǎn)撥，讓學(xué)生在思考中體會學(xué)習(xí)的快樂。如在探究DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)時，可以通過以下問題，創(chuàng)設(shè)思考情境：（1）DNA的基本單位是什么？每個基本單位由哪三部分組成？（2）DNA的基本骨架是由哪些物質(zhì)組成的？它們分別位于DNA的什么部位？（3）組成DNA的堿基有哪幾種？堿基是如何配對的？它們位于DNA的什么部位？（4）DNA的每一條鏈?zhǔn)侨绾涡纬傻模棵織l鏈的連接有什么特點(diǎn)？兩條鏈的連接方式是怎樣的？（5）DNA只含有4種脫氧核苷酸，它為什么能夠儲存足夠量的遺傳信息？（6）DNA分子是如何維系它的遺傳穩(wěn)定性的？（7）你能根據(jù)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出DNA分子的復(fù)制方式嗎？通過以上問題，教師可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生推測DNA分子復(fù)制可能的方式與特點(diǎn)，為下一章節(jié)的教學(xué)埋下伏筆。

四、創(chuàng)設(shè)活動情境，優(yōu)化模型構(gòu)建

情境教育強(qiáng)調(diào)進(jìn)行有序的系統(tǒng)實(shí)踐操作。如此，本節(jié)課中，教師可以事先整理好制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的各種材料和用具并加以分類，如代表磷酸的小圓片、代表脫氧核糖的五邊形、代表堿基的正方形等等，然后以學(xué)習(xí)小組為單位，讓學(xué)生動手制作DNA的結(jié)構(gòu)模型。具體活動情境如下：老師在黑板上先畫上8個游離的脫氧核苷酸，并注意涵蓋4個堿基種類，接著提問：畫的這些脫氧核苷酸，怎樣將它們連接成一條DNA單鏈呢？是把這個脫氧核苷酸的堿基和下一個脫氧核苷酸的堿基連接，還是把磷酸基團(tuán)連接，再或者是連接五碳糖？老師指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)課本DNA平面結(jié)構(gòu)的分子圖，然后請學(xué)生上黑板將已有的從上而下的8個游離的脫氧核苷酸連接成一條鏈，并請學(xué)生用已有的材料制作出一條DNA單鏈的模型。接著指導(dǎo)學(xué)生在板圖已有的DNA單鏈的右邊，畫DNA的另一條鏈，并要求學(xué)生制作第二條鏈的模型。教師點(diǎn)撥學(xué)生注意第二條鏈要與制作的第一條的堿基要互補(bǔ)配對。制作完成后，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么DNA分子中總是堿基A與T，G與C配對？學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)因為嘌呤分子大于嘧啶分子，而構(gòu)成DNA的兩條鏈?zhǔn)瞧叫械模挥朽堰屎袜奏づ鋵Γ拍鼙３諨NA的兩條鏈平行，堿基對的長度才一樣。

總之，生物教學(xué)中創(chuàng)設(shè)教育情境都是滲透著教者意圖，教育情境使學(xué)生的生物學(xué)習(xí)不再是一個封閉的空間，而是富有內(nèi)涵且充滿情趣的學(xué)習(xí)。在生物教學(xué)中，只要情境、教師、學(xué)生三者之間形成良性的心理場，教學(xué)活動便會進(jìn)入積極向上的沸騰狀態(tài)。

[參考文獻(xiàn)]

[1]朱正威，趙占良.生物2必修遺傳與進(jìn)化教師教學(xué)用書[M].北京：人民教育出版，2007.