以學生為主體的體驗式教學設計

荊琪

[摘要]以激發學生的學習主體性為第一視角，設計《遺傳信息的攜帶者——核酸》一節的教學，采用自主學習、活動探究、小組合作等教學策略，強調學生的課堂參與、親自感悟，提高學生的學習興趣，激活學生的科學思維，促進學生有效體驗知識的形成與發展過程。

[關鍵詞]主體;核酸;體驗;教學設計

[中圖分類號]

G633.91

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020）170092-02

一、教材分析

《遺傳信息的攜帶者——核酸》是人教版高中生物必修1第二章第三節的內容，它承接上一節《生命活動的主要承擔者——蛋白質》的學習，也為必修2《遺傳與進化》中關于DNA、RNA結構與功能的詳細介紹奠定知識基礎。該節內容緊扣結構與功能觀，包含豐富的科學史材料。學生通過閱讀、探究并搭建核苷酸長鏈模型，在實踐操作過程中體驗遺傳信息的多樣性。聯系社會相關問題，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。

二、教學目標

1.通過閱讀教材和觀察細胞染色實驗現象，概述出核酸的種類及其在細胞內的分布情況，模擬核苷酸長鏈的形成過程，建立結構與功能相適應的生命觀念。

2.通過對科學史材料的分析，歸納總結出核酸的組成元素和基本單位，區分DNA和RNA在化學組成上的異同，培養科學思維。

3.通過演示模型，探究核苷酸的種類及核苷酸長鏈的形成過程，理解核苷酸的排列順序即為遺傳信息，培養合作探究的能力。

4.通過對DNA相關技術的了解，體會科學、技術與社會三者相輔相成、互相發展的關系，培養科學精神，形成社會責任。

三、教學重難點

教學重點：核酸、核苷酸的分類和組成結構。

教學難點：模擬形成核苷酸長鏈的過程，概述核酸的功能。

四、課前準備

PPT課件;若干卡紙模型;磁鐵。

五、教學過程

1.類比舊知，激發興趣。回憶蛋白質的結構、功能及種類等知識點，即蛋白質作為一類生物大分子，是由單體——氨基酸脫水縮合形成的，引出這節課學習的內容，幫助學生理解細胞內的另一種大分子物質——核酸。拋出問題：生物大分子核酸也是由單體組成的嗎？所謂“核酸”，是存在于細胞核中的一種物質嗎？“核酸”是一種“酸”嗎？讓學生帶著疑問閱讀課本，進行討論交流。

2.自主閱讀，學習核酸分類。學生通過閱讀課本得出：“核酸”并不是僅存在于細胞核中的一種物質，而是分為兩大類，即DNA和RNA。基于概念轉變原理，糾正學生頭腦中原有的“核酸=DNA”的錯誤觀念。 3.觀察實驗現象圖片，對核酸的分布建立感性認識。引導學生回憶生物組織中的糖類、脂質和蛋白質檢測所運用的顏色反應原理，向學生介紹兩種新的染色劑：甲基綠和吡羅紅，及其染色原理。提問：核酸在細胞內是怎樣分布的？學生結合課本中的兩幅細胞染色圖，得出：DNA主要分布在細胞核中，RNA主要分布在細胞質中。教師簡要說明：葉綠體和線粒體中也分布有少量的DNA。

教師課件展示原核生物細胞和病毒的結構圖片，引導學生對比分析，最后得出結論：原核細胞的DNA位于擬核中。

4.基于科學史資料探究核酸發現歷程。創設情境①：1934年，德國生物學家列文（P.A.T Levine）發現核酸可以水解為含有一分子磷酸、一分子脫氧核糖或核糖、一分子堿基的片段，并把這個組合稱為“核苷酸”。教師進一步展示核苷酸、磷酸、五碳糖和堿基的化學結構圖。并提出問題：核酸作為生物大分子，它的基本單位是什么？核酸有哪些基本成分？它的組成元素有哪些？至此，學生可根據資料得出：核酸的基本單位是核苷酸;核苷酸由磷酸、糖類物質和堿基構成;核酸的組成元素是C、H、0、N、P。教師結合PPT簡單介紹堿基的種類及核苷酸以五碳糖的2位碳上連接-H或-OH區分為脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸。

創設情境②：列文的老師德國生物學家科賽爾在此之前水解核酸發現，腺嘌呤、胞嘧啶和鳥嘌呤是兩種核苷酸共有的堿基，胸腺嘧啶是DNA特有的堿基，尿嘧啶是RNA特有的堿基。教師引導學生分析脫氧核糖核苷酸和核糖核苷酸結構上的區別，進而總結出兩者在五碳糖結構和堿基種類上有所不同。

5.小組合作建核酸苷酸結構模型及核苷酸長鏈。指導學生閱讀課本，歸納核苷酸的結構和種類，邀請一組學生上臺用卡片展示核苷酸的類型及其名稱，概述兩類核苷酸的異同，其余學生進行評價和補充。

教師結合實物模型說明：兩個核苷酸的連接方式是一個核苷酸3位碳原子上的羥基與另一個核苷酸5位碳原子連接的磷酸基團之間形成磷酸二酯鍵。要求學生根據所學知識嘗試畫出兩種核苷酸長鏈的模型圖，并進行展示描述。

教師就各小組所畫核苷酸的堿基排列順序各有不同進行引導：核酸中堿基排列順序的多樣性決定遺傳信息的多樣化;DNA是由兩條脫氧核糖核苷酸長鏈構成的;RNA是由一條核糖核苷酸長鏈構成的。

6.學習相關生物學史實，理解棱酸功能。創設問題情境：噬菌體侵染大腸桿菌時會脫去蛋白質外殼，只注入DNA，但在大腸桿菌體內卻能形成幾十個甚至幾百個新的噬菌體，為什么噬菌體的DNA具有怎樣的功能？為什么父代的外貌特征會在子代發生變化？引導學生總結核酸在遺傳、變異和蛋白質的合成中具有重要作用。

7.了解DNA技術的應用案例，樹立科學意識。教師展示DNA在親子鑒定、輔助破案、基因治療等方面的應用，幫助學生理解科學、技術與社會的關系是相互影響、相互促進的，使學生認識到科學知識無處不在，培養學生相信科學、熱愛科學的精神。 8.遷移拓展，課堂總結。教師布置任務：市場上出現了一種核酸保健品，號稱能補充和修復人體的受損基因，因此食用該保健品能達到消除疾病、延緩衰老的作用。請結合上述材料，運用所學的知識分析該保健品廣告中的邏輯漏洞。學生從核酸的結構和功能的角度出發討論分析，最后得出結論：核酸進入人體后不能直接被吸收利用，而是水解成各個小分子物質，如核苷酸、五碳糖，堿基等，無法修補受損基因。

六、教學反思

本節課以蛋白質的相關知識切入，激發學生對核酸的探究欲。讓學生通過對細胞染色現象的觀察，直觀感知兩種核酸的分布。運用科學故事引出核酸的基本單位和組成元素，提高學生處理信息的能力。學生通過制作模型來思考和探究核苷酸的類型、核苷酸長鏈的形成過程，在提高動手能力的同時體驗到遺傳信息的多樣性，并通過一系列的生物學史實理解核酸的功能。在整個學習過程中，學生的學習興趣和學習積極性都得到了提高，高效地完成了學習目標。

（責任編輯 黃春香）