《DNA分子的結構》微課程設計

周苑

分析

《DNA分子的結構》是人教版高中生物必修二第3章第3節的內容。學生掌握DNA分子的結構將為后續進一步探究學習《DNA的復制》《基因是有遺傳效應的DNA片段》及《基因的表達》等課奠定重要基礎。

設計

由于個體差異，不同的學生達成同樣的學習目標所需的時間、采取的方法步驟是不同的。為此，筆者依據國家課程標準，設計了自主學習任務單，使學生明確本節課應達成的學習目標、認知程度和認知水平，并在任務單的指導下按照自己的方式和節奏自主學習，完成相關的學習任務，達成學習目標。

1.自主學習任務單的設計

（1）學習指南

達成目標是重中之重。在任務單中展示達成目標的目的是使學生明確必須通過什么樣的途徑完成哪些任務才能達成目標，激勵他們進行后續任務的學習。

同時，筆者在學習指南中對課堂學習形式進行了簡單的預告，并給出了相應的學習方法指導。這樣學生才能對課上的內容做到心中有數，知道必須完成自主學習任務、達成學習目標，才能進一步進行課堂學習。這有利于充分調動學生完成自主學習任務單的積極性，培養他們解決問題的良好習慣，為課堂學習做好充分的準備。

（2）學習任務

本節課將重點、難點、其他知識點以問題的形式呈現，為學生搭建有效的學習支架，讓他們帶著問題有目的地進行自主學習、探究。學生通過問題引導和任務驅動，知道自己應該怎樣去學習，并且在解決這些問題的過程中深化對知識的理解和認知，真正達成學習目標，舉一反三，同時，還能培養分析問題、解決問題的能力。

（3）困惑與建議

學生記錄學習過程中遇到的困惑、問題以及對微視頻的一些建議，以便課堂學習時與教師和同學交流、互動、質疑。

2.微視頻的設計

學生對教材的掌握是通過任務單來完成的。但學生在完成任務的過程中，可能會碰到一些困難，教師需要在學生可能感到困難的地方，制作視頻予以支持，也就是說，視頻主題的確定是以學生學習可能會遇到困難的內容為依據。

結合本節課涉及的知識相對抽象、微觀，學生對高一學過的《遺傳信息的攜帶者——核酸》相關內容存在一定程度遺忘的實際情況，筆者設計了“《兩類核苷酸的比較》+《脫氧核苷酸長鏈的生成》=《遺傳信息的攜帶者——核酸》”這一微視頻。學生通過觀看微視頻充分認識組成核酸的基本單位——核苷酸的種類、結構及模式圖；認識兩種五碳糖及五種含N堿基；知道磷酸、脫氧核糖和含N堿基的連接方式，明確兩類核苷酸的不同點；循序漸進地了解了兩個脫氧核苷酸之間是怎樣脫水的。學生觀看視頻中磷酸二酯鍵逐步連接成脫氧核苷酸長鏈的過程，使抽象的問題具體化，為完成學習任務五——利用教師提供的模型材料構建“脫氧核苷酸長鏈”物理模型奠定基礎。

學生通過問題引導，任務驅動，并借助微視頻的幫助就可以按照自己的節奏學習，基本上都能達成學習目標，為課堂深度學習掃清障礙。

制作過程

視頻錄制涉及的軟件主要有Photoshop、PowerPoint、Camtasia Studio等。筆者首先利用Photoshop進行圖片的處理；然后利用PPT的集成、切換和動畫功能完成視覺傳達，并生成簡單的動畫；最后用Camtasia Studio進行錄屏、配音等后期加工處理，以MP4的格式發布，總時長為4分33秒。

教學應用過程

1.第一環節：課始檢測

上課后，筆者首先利用2～3分鐘進行課始檢測，然后小組協作評價，并通過“對一對、議一議、改一改”統一答案。“課始檢測”與“課前自主學習任務單”給出的學習任務相關聯，它不是為了尋找知識漏洞而設計，而是為了對學生課前自主學習的內容進行檢測、回顧，學生基本上都能過關。這樣，在充分調動學生課前學習積極性的同時，讓他們體驗學習的成就感，并對下一環節的學習充滿期待。

2.第二環節：進階作業

對再次過關的渴望充分調動了學生的學習積極性，激發了他們的探究熱情。在學生高漲的情緒下，筆者依據“最近發展區”理論，利用“進階作業”增加難度，使學生接受挑戰。但難度應當控制在大多數學生通過努力就能完成的基礎上，這樣有利于促進學生對知識的深度理解和內化，為下一環節的探究和展示活動奠定基礎。

3.第三環節：協作探究

完成進階作業之后，學生本課教學活動的認知目標基本上達成了。隨后，進入高難度的培養綜合素養的協作探究活動和展示活動之中，兩者構成微項目學習，是緊密配套的內化知識、拓展能力的活動。本節課主要有四個協作探究問題。

協作探究一：依據教材相關內容分析：①沃森和克里克利用了他人的哪些經驗和科學成果？②他們在構建模型的過程中出現過哪些錯誤？他們是如何對待和糾正這些錯誤的？

協作探究二：根據模式圖分析：①堿基配對時，為什么嘌呤堿不與嘌呤堿或嘧啶堿不與嘧啶堿配對呢（如圖1）？②為什么A與T配對，G與C配對，使DNA的結構更加穩定（如圖2）？總結堿基互補配對原則的主要內容。

協作探究三：利用自制脫氧核苷酸長鏈完成DNA雙螺旋結構模型的構建；依據模型，協作探究DNA分子的主要特點及蘊含的生物學奧秘，做好展示準備。

協作探究四：設DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據堿基互補配對原則證明：在雙鏈DNA分子中，互補堿基之和所占比例在任意一條鏈及整個DNA分子中都相等，即雙鏈DNA分子中的一條鏈上A1+T1=n%，則另一條鏈上A2+T2=n%、雙鏈中A+T=n%。

學生通過協作探究再現科學史，被科學家的理性精神與求真意識、批判精神與創新意識以及孜孜不倦的探索精神所感動，逐漸領悟到科學的本質、科學的方法及科學精神。學生根據模型對原型的未知屬性、事實進行推測，發現問題，從而認知事物中所蘊含的規律，使教學活動由淺入深，循序漸進，逐步達成對DNA空間結構的深度認知，進而構建DNA雙螺旋結構模型，并學會用數學方法探究生物規律。

4.第四環節：展示評價

對協作探究成果的評價是通過展示活動實現的。展示、質疑、闡釋本身既是協作探究成果的內化提升，又是協作探究成果的評價方式，使學生在不斷的質疑—探究—闡釋中收獲成功的喜悅，充滿激情地學習，爭先恐后地表達。同時，教師通過課堂觀察要對各個小組的探究做出相應的評價，肯定優點，提出希望。

評價與反思

翻轉課堂使學生能夠在任務單的指導下，借助微視頻的幫助在課外學習知識，不受傳統課堂45分鐘的限制，同時課始檢測和進階作業能使知識進一步鞏固和內化。這樣幾乎所有的學生在完成進階作業之后，都達成了本課教學活動中的認知目標。而課堂教學更側重于利用探究活動，通過互動，質疑內化知識，拓展能力，是在學生完成基本認知的基礎上的深度學習。因此，學生的綜合素養有了大幅度的提升，學習成績也有所提高。翻轉課堂讓教師成為點化學生智慧的導師！