以《DNA的復(fù)制》為例淺談在高中生物課堂中創(chuàng)設(shè)情境提升科學(xué)思維的做法

黃潔鵬

根據(jù)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)容，科學(xué)思維是指尊重事實(shí)和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實(shí)的求知態(tài)度，運(yùn)用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實(shí)際問題的思維習(xí)慣和能力。因此，教師可以在課堂中可以通過創(chuàng)設(shè)情境培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力，提升科學(xué)思維。但是情境必須貼合學(xué)情，過濫、過度、過于花哨或過于平庸的情境充斥著課堂，就像"沼澤"一樣，表面綠意融融，實(shí)則遍布陷阱，情境創(chuàng)設(shè)已完全變味走調(diào)，失去了應(yīng)有的價值[1]。生物學(xué)科也是如此，教學(xué)情境應(yīng)該具有真實(shí)、理蘊(yùn)、合適、情深、意遠(yuǎn)等特點(diǎn)[2]。下面我就《DNA的復(fù)制》為例淺談在新授課課堂中創(chuàng)設(shè)情境提升學(xué)生科學(xué)思維的幾點(diǎn)做法：

一是引用課本內(nèi)容，畫過程建基礎(chǔ)。結(jié)合課本中“Watson 和 Crick——DNA在復(fù)制前氫鍵斷開，兩條鏈松開、分離，然后每條鏈作為形成自己新鏈的模板，最后我們從原先僅有的一對鏈得到了兩對鏈，而且準(zhǔn)確地復(fù)制了堿基序列。”的猜想。教師展示猜想后組織學(xué)生用不同顏色的粉筆代表親子代鏈，描繪大致的復(fù)制過程。不僅更為直觀地呈現(xiàn)了課本的內(nèi)容，也為本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容——DNA的半保留復(fù)制做好鋪墊，為理解“Meselson和Stahl探究大腸桿菌DNA復(fù)制方式的實(shí)驗(yàn)”奠定基礎(chǔ)。

二是組織小組活動，講過程習(xí)新知。在引導(dǎo)學(xué)生大致理解同位素標(biāo)記法、密度梯度離心技術(shù)后，可以利用學(xué)案讓學(xué)生以小組為單位梳理課本的實(shí)驗(yàn)過程，主要區(qū)分半保留復(fù)制、全保留復(fù)制、彌散復(fù)制的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。之后由小組代表分享小組對于大腸桿菌DNA復(fù)制過程的猜想結(jié)果的分析，通過小組合作的形式加強(qiáng)對課本實(shí)驗(yàn)過程的理解。小組匯報的形式調(diào)動了學(xué)生的興趣，也強(qiáng)化了重點(diǎn)內(nèi)容的理解。在此環(huán)節(jié)中，由于課本的實(shí)驗(yàn)較為微觀，因此教師可在討論前進(jìn)行適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)撥，例如學(xué)生理解了同位素標(biāo)記法、密度梯度離心技術(shù)之后，適當(dāng)講解15N-15NDNA、15N-14NDNA、14N-14NDNA在離心管中的分布情況，之后再進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，將能適當(dāng)降低難度，提高課堂效率。

三是借助實(shí)驗(yàn)支撐，辯結(jié)果得結(jié)論。本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)由于技術(shù)限制不能進(jìn)行實(shí)操，因此借助相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生如何從結(jié)果引出結(jié)論，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析能力，顯得尤為重要。例如DNA復(fù)制的條件，教師可以引用相關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)問題，引導(dǎo)學(xué)生歸納出DNA復(fù)制所需的條件。例如引用以下兩個實(shí)驗(yàn)，“實(shí)驗(yàn)1：1956年，Roger David Kornberg將大腸桿菌中抽提液中提取出的DNA聚合酶加入到具有4種豐富的脫氧核苷酸（放射性同位素標(biāo)記）的人工合成體系中。結(jié)果：試管中不能合成DNA分子。實(shí)驗(yàn)2：在上述試管中加入了少量DNA分子和ATP，培養(yǎng)在適宜的溫度條件下。一段時間后，測定其中DNA的含量。結(jié)果：試管中DNA的含量增加了。提純這些DNA分子并測定其堿基組成，發(fā)現(xiàn)它們同模板DNA極其相似。”學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果之后，則可以明確DNA復(fù)制所需的大致條件。在此過程中，不僅創(chuàng)設(shè)了教學(xué)情境讓學(xué)生更為真實(shí)感受科學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程，也增強(qiáng)了學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)、提取信息、歸納總結(jié)的能力。

四是體驗(yàn)物理模型，同討論共進(jìn)步。對于微觀物質(zhì)，如果能借助生物教學(xué)上常用的物理模型模型讓學(xué)生進(jìn)行體驗(yàn)，通過直觀感受物質(zhì)的變化，這對于初步接觸DNA的復(fù)制的學(xué)說來說，能起到加深印象的作用。教師可為每個小組準(zhǔn)備一盒脫氧核苷酸模型和一個雙鏈DNA，小組參照課本DNA復(fù)制的基本過程，復(fù)制出兩個DNA。在此過程中，學(xué)生相互指正，共同進(jìn)步。

根據(jù)《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路和主要特點(diǎn)》，倡導(dǎo)學(xué)生對學(xué)習(xí)內(nèi)容有深入的理解和思考以獲得高層次的認(rèn)知能力[5]。我想創(chuàng)設(shè)情境教學(xué)將能在一定程度上達(dá)到這個目標(biāo)。教學(xué)情境是一種特殊的環(huán)境，是教學(xué)的具體情景的認(rèn)知邏輯、情感、行為、社會和發(fā)展歷程等方面背景的綜合體[4]，通過情境的串聯(lián)也將會推動學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]丁國英.走出情境創(chuàng)設(shè)的“沼澤地”[J].教學(xué)月刊社.2007（3）.

[2]譚永平.試論中學(xué)生物學(xué)教材和教學(xué)中的情境創(chuàng)設(shè).人民教育出版社課程教材研究所.北京

[3]劉恩山.普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思路和主要特點(diǎn)[J].生物學(xué)通報.2003（6）：1-2

[4]耿莉莉.吳俊明.《深化對情境的認(rèn)識，改進(jìn)化學(xué)情境教學(xué)》