《DNA分子的結(jié)構(gòu)》微課程設(shè)計

周苑

分析

《DNA分子的結(jié)構(gòu)》是人教版高中生物必修二第3章第3節(jié)的內(nèi)容。學(xué)生掌握DNA分子的結(jié)構(gòu)將為后續(xù)進(jìn)一步探究學(xué)習(xí)《DNA的復(fù)制》《基因是有遺傳效應(yīng)的DNA片段》及《基因的表達(dá)》等課奠定重要基礎(chǔ)。

設(shè)計

由于個體差異，不同的學(xué)生達(dá)成同樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)所需的時間、采取的方法步驟是不同的。為此，筆者依據(jù)國家課程標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計了自主學(xué)習(xí)任務(wù)單，使學(xué)生明確本節(jié)課應(yīng)達(dá)成的學(xué)習(xí)目標(biāo)、認(rèn)知程度和認(rèn)知水平，并在任務(wù)單的指導(dǎo)下按照自己的方式和節(jié)奏自主學(xué)習(xí)，完成相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

1.自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的設(shè)計

（1）學(xué)習(xí)指南

達(dá)成目標(biāo)是重中之重。在任務(wù)單中展示達(dá)成目標(biāo)的目的是使學(xué)生明確必須通過什么樣的途徑完成哪些任務(wù)才能達(dá)成目標(biāo)，激勵他們進(jìn)行后續(xù)任務(wù)的學(xué)習(xí)。

同時，筆者在學(xué)習(xí)指南中對課堂學(xué)習(xí)形式進(jìn)行了簡單的預(yù)告，并給出了相應(yīng)的學(xué)習(xí)方法指導(dǎo)。這樣學(xué)生才能對課上的內(nèi)容做到心中有數(shù)，知道必須完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)、達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，才能進(jìn)一步進(jìn)行課堂學(xué)習(xí)。這有利于充分調(diào)動學(xué)生完成自主學(xué)習(xí)任務(wù)單的積極性，培養(yǎng)他們解決問題的良好習(xí)慣，為課堂學(xué)習(xí)做好充分的準(zhǔn)備。

（2）學(xué)習(xí)任務(wù)

本節(jié)課將重點、難點、其他知識點以問題的形式呈現(xiàn)，為學(xué)生搭建有效的學(xué)習(xí)支架，讓他們帶著問題有目的地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探究。學(xué)生通過問題引導(dǎo)和任務(wù)驅(qū)動，知道自己應(yīng)該怎樣去學(xué)習(xí)，并且在解決這些問題的過程中深化對知識的理解和認(rèn)知，真正達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，舉一反三，同時，還能培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。

（3）困惑與建議

學(xué)生記錄學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)時與教師和同學(xué)交流、互動、質(zhì)疑。

2.微視頻的設(shè)計

學(xué)生對教材的掌握是通過任務(wù)單來完成的。但學(xué)生在完成任務(wù)的過程中，可能會碰到一些困難，教師需要在學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)可能會遇到困難的內(nèi)容為依據(jù)。

結(jié)合本節(jié)課涉及的知識相對抽象、微觀，學(xué)生對高一學(xué)過的《遺傳信息的攜帶者——核酸》相關(guān)內(nèi)容存在一定程度遺忘的實際情況，筆者設(shè)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(xué)生通過觀看微視頻充分認(rèn)識組成核酸的基本單位——核苷酸的種類、結(jié)構(gòu)及模式圖；認(rèn)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(jìn)地了解了兩個脫氧核苷酸之間是怎樣脫水的。學(xué)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(xué)習(xí)任務(wù)五——利用教師提供的模型材料構(gòu)建“脫氧核苷酸長鏈”物理模型奠定基礎(chǔ)。

學(xué)生通過問題引導(dǎo)，任務(wù)驅(qū)動，并借助微視頻的幫助就可以按照自己的節(jié)奏學(xué)習(xí)，基本上都能達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，為課堂深度學(xué)習(xí)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(jìn)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(dá)，并生成簡單的動畫；最后用Camtasia Studio進(jìn)行錄屏、配音等后期加工處理，以MP4的格式發(fā)布，總時長為4分33秒。

教學(xué)應(yīng)用過程

1.第一環(huán)節(jié)：課始檢測

上課后，筆者首先利用2～3分鐘進(jìn)行課始檢測，然后小組協(xié)作評價，并通過“對一對、議一議、改一改”統(tǒng)一答案。“課始檢測”與“課前自主學(xué)習(xí)任務(wù)單”給出的學(xué)習(xí)任務(wù)相關(guān)聯(lián)，它不是為了尋找知識漏洞而設(shè)計，而是為了對學(xué)生課前自主學(xué)習(xí)的內(nèi)容進(jìn)行檢測、回顧，學(xué)生基本上都能過關(guān)。這樣，在充分調(diào)動學(xué)生課前學(xué)習(xí)積極性的同時，讓他們體驗學(xué)習(xí)的成就感，并對下一環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)充滿期待。

2.第二環(huán)節(jié)：進(jìn)階作業(yè)

對再次過關(guān)的渴望充分調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)了他們的探究熱情。在學(xué)生高漲的情緒下，筆者依據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論，利用“進(jìn)階作業(yè)”增加難度，使學(xué)生接受挑戰(zhàn)。但難度應(yīng)當(dāng)控制在大多數(shù)學(xué)生通過努力就能完成的基礎(chǔ)上，這樣有利于促進(jìn)學(xué)生對知識的深度理解和內(nèi)化，為下一環(huán)節(jié)的探究和展示活動奠定基礎(chǔ)。

3.第三環(huán)節(jié)：協(xié)作探究

完成進(jìn)階作業(yè)之后，學(xué)生本課教學(xué)活動的認(rèn)知目標(biāo)基本上達(dá)成了。隨后，進(jìn)入高難度的培養(yǎng)綜合素養(yǎng)的協(xié)作探究活動和展示活動之中，兩者構(gòu)成微項目學(xué)習(xí)，是緊密配套的內(nèi)化知識、拓展能力的活動。本節(jié)課主要有四個協(xié)作探究問題。

協(xié)作探究一：依據(jù)教材相關(guān)內(nèi)容分析：①沃森和克里克利用了他人的哪些經(jīng)驗和科學(xué)成果？②他們在構(gòu)建模型的過程中出現(xiàn)過哪些錯誤？他們是如何對待和糾正這些錯誤的？

協(xié)作探究二：根據(jù)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(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定（如圖2）？總結(jié)堿基互補配對原則的主要內(nèi)容。

協(xié)作探究三：利用自制脫氧核苷酸長鏈完成DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建；依據(jù)模型，協(xié)作探究DNA分子的主要特點及蘊含的生物學(xué)奧秘，做好展示準(zhǔn)備。

協(xié)作探究四：設(shè)DNA一條鏈為1鏈，互補鏈為2鏈。根據(jù)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(xué)生通過協(xié)作探究再現(xiàn)科學(xué)史，被科學(xué)家的理性精神與求真意識、批判精神與創(chuàng)新意識以及孜孜不倦的探索精神所感動，逐漸領(lǐng)悟到科學(xué)的本質(zhì)、科學(xué)的方法及科學(xué)精神。學(xué)生根據(jù)模型對原型的未知屬性、事實進(jìn)行推測，發(fā)現(xiàn)問題，從而認(rèn)知事物中所蘊含的規(guī)律，使教學(xué)活動由淺入深，循序漸進(jìn)，逐步達(dá)成對DNA空間結(jié)構(gòu)的深度認(rèn)知，進(jìn)而構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，并學(xué)會用數(shù)學(xué)方法探究生物規(guī)律。

4.第四環(huán)節(jié)：展示評價

對協(xié)作探究成果的評價是通過展示活動實現(xiàn)的。展示、質(zhì)疑、闡釋本身既是協(xié)作探究成果的內(nèi)化提升，又是協(xié)作探究成果的評價方式，使學(xué)生在不斷的質(zhì)疑—探究—闡釋中收獲成功的喜悅，充滿激情地學(xué)習(xí)，爭先恐后地表達(dá)。同時，教師通過課堂觀察要對各個小組的探究做出相應(yīng)的評價，肯定優(yōu)點，提出希望。

評價與反思

翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生能夠在任務(wù)單的指導(dǎo)下，借助微視頻的幫助在課外學(xué)習(xí)知識，不受傳統(tǒng)課堂45分鐘的限制，同時課始檢測和進(jìn)階作業(yè)能使知識進(jìn)一步鞏固和內(nèi)化。這樣幾乎所有的學(xué)生在完成進(jìn)階作業(yè)之后，都達(dá)成了本課教學(xué)活動中的認(rèn)知目標(biāo)。而課堂教學(xué)更側(cè)重于利用探究活動，通過互動，質(zhì)疑內(nèi)化知識，拓展能力，是在學(xué)生完成基本認(rèn)知的基礎(chǔ)上的深度學(xué)習(xí)。因此，學(xué)生的綜合素養(yǎng)有了大幅度的提升，學(xué)習(xí)成績也有所提高。翻轉(zhuǎn)課堂讓教師成為點化學(xué)生智慧的導(dǎo)師！