程明
摘 要 針對高中階段“肺炎雙球菌的轉化實驗”和“噬菌體侵染細菌實驗”教學中的常見問題進行探討,闡述這兩個實驗在特定的歷史背景下所具有的劃時代意義。
關鍵詞 肺炎雙球菌 噬菌體 DNA 遺傳物質
中圖分類號 Q-49 文獻標志碼 E
復習課就是指對所學過的知識進行進一步地強化和鞏固的課堂。復習課對于學生系統掌握知識,發展思維能力是極為重要的。“目標導向與評價驅動”是指在高中生物復習課中,以“課標為引領,目標(學習目標)為導向,通過表現性評價來驅動”的教與學的方式,使學生加深對知識的理解、鞏固和消化。筆者以“基因的本質”相關知識點為例,介紹“目標導向與評價驅動”在高中生物復習課中的實施過程。
1 明確教學目標,讓原始生成有效起來
明確的教學目標是策劃、實施和調整具體活動的有力依據,也是教師教、學生學及師生評的依據。根據我校學情分析,結合江蘇省高考考試說明(生物),確定本節課的教學目標如下。
(1) 知識目標:
① 總結人類對遺傳物質的探索過程;
② 概述DNA分子結構的主要特點及DNA復制;
③ 說明基因和遺傳信息的關系。
(2) 能力目標:
① 進行遺傳信息多樣性原因的探究;
② 就科學家探索基因的本質的過程和方法進行分析和討論,領悟假說—演繹和模型方法在這些研究中的應用。
(3) 情感態度與價值觀目標:
① 認同人類對遺傳物質的認識是不斷深化不斷完善的過程;
② 初步形成遺傳物質的結構與功能相統一、多樣性與共同性相統一的觀點。
教師如何根據教學目標設置問題串采集學生的原始生成情況尤為重要。設置問題串要注意:
① 問題串要便于引導學生梳理所要復習的基本知識;
② 問題要體現出對學生能力上的要求,保證不同學習水平的學生都能針對給出的問題有所思考。
據此,筆者設置了如下的部分問題串:① “DNA是遺傳物質”和“DNA是主要的遺傳物質”有何區別?② DNA分子結構的主要特點是什么?③ DNA分子的復制過程及復制特點分別是什么?④ 將被放射性固位數15N標記的大腸桿菌轉入以14NH4CL為唯一氮源的培養液中培養,細胞分裂3次,則其中DNA兩條鏈均為15N,兩條鏈均為14N的比例分別是多少。⑤ 基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體有何關系?
這樣,通過教師的問題引領、學生的積極思考,學生可以將部分表層知識內化吸收。同時,這些問題可以充分暴露學生原有的思維過程以及思維障礙,是“判定”學生學習起點的重要“鐵證”。教師通過深度挖掘,準確收集學生的學習信息,初步確定學生的學習目標,將學習目標轉化為試題。
2 共定評價標準,讓學習目標清晰起來
在眾多的試題中,歷年的高考真題是最具權威性和吸引力。因此,教師要根據學習目標,以歷年高考真題為基礎編制例題,讓學生對例題進行獨立解答,將學生對知識點的掌握程度原生態地展示出來。這樣有利于學生從不同角度重溫知識點,找出薄弱之處。據此,筆者準備了如下典型例題(部分):
[例1](2011·江蘇高考)關于“噬菌體侵染細菌的實驗”的敘述,正確的是( )
A、分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養基培養噬菌體
B、分別用35S和32P標記的噬菌體侵染未被標記的大腸桿菌,進行長時間的保溫培養
C、用35S標記噬菌體的侵染實驗中,沉淀物中存在少量放射性可能是攪拌不充分所致
D、32P、35S標記的噬菌體侵染細菌實驗分別說明DNA是遺傳物質、蛋白質不是遺傳物質
[例2](2011·上海高考) 某雙鏈DNA分子含有400個堿基,其中一條鏈上A∶T∶G∶C=1∶2∶3∶4。下列表述錯誤的是( )
A、該DNA分子的一個堿基改變,不一定會引起子代性狀的改變
B、該DNA分子連續復制兩次,需要游離的腺嘌呤脫氧核苷酸120個
C、該DNA分子中4種堿基的比例為A∶T∶G∶C=3∶3∶7∶7
D、該DNA分子中的堿基排列方式共有4200種
首先,學生獨立解答例題;接著,在小組內展示自己的答案及解題過程,小組成員共同探討,整理總結知識。最后,教師適當點撥,師生共同制定每個知識點的學習目標及評價標準如下:① 掌握DNA分子的結構和結構特點; 能運用堿基互補配對原則進行與DNA分子結構有關的計算;② 進一步理解DNA分子的復制過程及復制特點;③ 能運用堿基互補配對原則進行與DNA復制有關的計算;④ 構建基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體的關系網絡圖。
教師沒有直接給出學習目標,而是讓學生參與制定全體成員要達到的目標,就是為了“喚醒”學生的舊知,在“理順”舊知中逐漸建構新知,直到全體學生掌握知識點。評價標準出自學生,屬于評價標準的二次開發。通過評價標準的二次開發,實現教師的“教學目標”向學生的“學習目標”的高效轉化。
3 精設教學活動,讓學生思維活躍起來
設置教學活動時,教師應該充分發揮學生在教學中的主體能動性。據此,筆者依據本節的學習目標和評價標準安排如下的教學活動:
(1) 嘗試用所提供的“4種脫氧核苷酸”模型構建DNA分子平面結構模型,體驗“4種堿基排列而成的脫氧核苷酸序列是可變的”,完成“脫氧核苷酸(堿基)序列多樣性”物理模型的構建。
在構建物理模型的基礎上,教師引導學生用數學思維方法發現和總結規律,構建“脫氧核苷酸(堿基)序列的多樣性”數學模型;并利用數學模型解決DNA結構、DNA復制、DNA分子為什么能儲存大量遺傳信息等眾多問題,培養學生利用數學思維方法解決生物學科問題的能力。
(2) 小組合作,構建基因與脫氧核苷酸、遺傳信息、DNA、染色體的關系網絡圖。
教師要求學生小組合作,嘗試用概念模型來表示脫氧核苷酸、基因、DNA、染色體四者之間關系,并展示交流,使學生學會用概念模型建構知識網絡。
(3) 教師再次呈現改編后的高考試題,對學生進行量化和強化。
活動一是為了回顧知識點而設置的自主學習活動,通過動手制作、答疑等環節掃清學生理解基本知識的障礙;活動二是為了引導學生對相似知識進行歸類,構建知識網絡使知識系統化,加深學生對知識的掌握。通過活動三,教師可以及時了解學生對知識點的掌握情況,從而有效地調整教學策略,指導學生進一步學習,達到鞏固知識的目的。
4 回流拓展訓練,讓目標達成彰顯出來
課堂教學的最后環節是對照評價標準來衡量學生的學習目標達成度。在這個環節中,教師通過提供與所學知識的相關情境性問題或試題對學生進行表現性評價。據此,筆者提供了與DNA指紋技術的試題(部分):
[例3](2014·鎮江期末) DNA指紋技術正發揮著越來越重要的作用,在親子鑒定、偵察罪犯等方面是目前最為可靠的鑒定技術。請思考回答下列有關DNA指紋技術的問題:
(1) DNA親子鑒定中,DNA探針必不可少,DNA探針實際是一種已知堿基順序的DNA片段。請問:DNA探針尋找基因所用的原理是 。
(2) 用DNA做親子鑒定時,小孩的條碼會一半與其生母相吻合,另一半與其生父相吻合,其原因是
。
(3) 通過提取某小孩和其母親以及待測定的三位男性的DNA,進行DNA指紋鑒定,部分結果如圖1所示。則該小孩的真正生物學父親是 。
(4) 現在已知除了一卵雙生雙胞胎外,每個人的DNA是獨一無二的,就好像指紋一樣,這說明了:
。
(5) 為了確保實驗的準確性,需要克隆出較多的DNA樣品,若一個只含31P的DNA分子用32P標記的脫氧核苷酸為原料連續復制3次后,含32P的單鏈占全部單鏈的 。
(6) DNA指紋技術也可應用于尸體的辨認工作中,瓦斯爆炸案中數十名尸體的辨認就是借助于DNA指紋技術。
① 表1所示分別為從尸體和死者生前的生活用品中提取的三條相同染色體同一區段DNA單鏈的堿基序列,根據堿基配對情況判斷:A、B、C三組DNA中不是同一人的是 。
② 為什么從尸體細胞與死者家屬提供的死者生前的生活用品中分別提取的DNA可以完全互補配對? 。
表現性評價能激發學生探究的興趣,促使學生產生學習的積極性。通過表現性評價,既可以考查學生真實的學習表現,也可以考查學生的綜合實踐能力。因此,表現性評價能夠充分調動學生的學習潛能,使其在活動中展開充分的對話。
綜上所述,“目標導向與評價驅動”從學生的原有知識水平出發,結合考試說明,進行學習目標的制定,突出學習內容的重點與難點,有利于在生物復習課中科學安排學習活動,使課堂評價成為教學的起點,將充分調動學生的參與熱情,使學生成為課堂的主人。所以,“目標導向與評價驅動”式教學不僅是一種教學方法,更是一種教學思想和培養模式,符合當前高中生物學科對學生核心素養的能力培養要求。