《DNA复制》的教学案例探析

　　摘要：对《DNA复制》采用问题探究教学法，把问题和知识点转化为探究性思考题，设计学生主体探究过程的活动，把学生由知识的接受者转变为知识的探究者和研究者。
　　关键词：DNA的复制；探究；活动
　　
　　一、教材分析
　　《DNA复制》内容是本章的重点之一，主要内容包括DNA复制过程、所需条件及特点。DNA分子复制是遗传学的基本理论。这一课时，是在联系DNA结构的基础上，进一步阐明DNA通过复制传递遗传信息的功能。学好这一课时，有利于学生对有丝分裂、减数分裂、遗传规律等知识得理解和巩固，对于学生深刻认识遗传的本质是非常重要的。《DNA复制》又是后面变异部分的基础，学好这一课时，有利于学生对基因突变、基因重组、生物进化等内容的理解和掌握。
　　二、教学目标和教学重难点
　　1. 教学目标
　　根据《课程标准》的要求和本节课的内容特点，设立具体目标如下：（1）阐明DNA分子复制过程、特点和意义。（2）通过“资料分析——探究DNA分子复制过程”的活动，帮助理解DNA分子复制的半保留复制特点，并培养学生分析解决问题的抽象思维能力。
　　2. 教学重点
　　活动：资料分析——探究DNA复制过程；DNA的半保留复制特点。
　　难点：“探究DNA复制过程”的资料分析活动的组织；DNA的半保留复制特点的分析和理解。
　　三、教学策略
　　根据建构主义学习理论，认为学习过程是学习者在一定条件下构建知识的过程。它强调以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识的主动构建。教师作为课堂的组织者和指导者，应该在教学过程中充分发挥引导作用，让学生通过积极思考和讨论后获得知识。因此我在教学过程中，采用引导——探究的教学方法，通过创设情境，讨论交流，引导学生在思考中获得知识，培养学生的合作、探索的精神，发展学生的思维能力，为学生铺设符合知识规律的思维轨道，强化素质教育。
　　四、教学过程
　　1. 创设情境
　　教师先展示关于《亲子鉴定技术确定血缘关系》的新闻，并提出相应的问题：（1）亲子鉴定是鉴定体内的哪种物质？（2）为什么要鉴定这种物质具有可靠性？学生在学习前面内容的基础上很容易答出鉴定人体内的DNA分子。接着教师告诉学生：DNA分子是人体的遗传物质，DNA分子能通过复制形成子代DNA分子，亲代将一份传给子代，子代就获得了亲代的遗传信息。通过精心的教学设计，激起了学生的探究欲望，为学好本节课作好了铺垫。
　　2.重难点突破
　　由于本课时内容具有较深的抽象性，学生们会感到困难，因此在教学中，教师除了引导学生自主、探索、合作学习以外，还可通过启发式教学，设置大量的问题情境，来激发学生的学习兴趣。结合直观、比较、讨论、探究等教学方法，通过教师的引导，从知识的发生过程入手，能把教材中的科学活动过程充分展开，着重引导学生自己去探索、观察、思考、分析、归纳、总结。
　　（1）复制的条件。创设情境后提出问题：DNA复制需要怎样的条件？引导学生分组自学课本内容和通过模拟试验主动探索DNA的复制过程。材料：红色、黄色、蓝色、绿色塑料夹子，丝带。简介材料的用途：塑料夹子有四种颜色，分别代表四种脱氧核苷酸，用丝带把它们连起来表示脱氧核苷酸链，两条链之间用夹子连结表示碱基互补配对。展示教师做的DNA模型。巡视学生的活动，记录学生出现的问题。并介绍试验1：1958年美国生化学家Kornberg在试管中用脱氧核苷酸合成DNA。他将大肠杆菌中提取的DNA聚合酶加入到含有四种丰富的脱氧核苷酸核适量的Mg2+的人工体系中，并没有发生DNA 的合成，当加入少量的DNA作引子和ATP作为能源物质，经保温孵育后，测定其中DNA的含量，发现其中的DNA的含量增加了，并且新合成的DNA性质完全决定于加入的作为引物的DNA。在教师的启发引导下，学生分析、推理，得出结论，即DNA可以进行复制，复制时必需具备四个基本条件——原料、模板、能量、酶。
　　（2）复制的方式。引导学生回顾DNA双螺旋结构模型，并提出问题：根据DNA分子的结构，猜测DNA是如何复制的？学生分组进行大胆的猜想和讨论，并派出代表阐释自己的观点。教师展示历史上科学家对DNA复制的假说——半保留复制和全保留复制的图片，在此基础上继续引导。同时，在学生已有的讨论基础上展示实验2：1958年Meselson和Stehl把大肠杆菌培养在含有重同位素（N15）的培养基中，在细菌的生长过程中，N15进入含氮碱基，经过多次细胞分裂，细菌细胞的DNA充分地被N15标记上。然后把这些细胞移入正常的轻同位素（N14）的培养基中，经过一次细胞分裂，抽取细菌样本，从中提取DNA，通过热变性，使DNA双链分开，然后离心。这时他们观察到两条带，一条是重的，一条是轻的。在教师的启发引导下，学生们分析试验，得出子代DNA的双链中，一条来自亲代（N15），一条是新合成的（N14）的结论，总结出DNA复制的特点是半保留复制。教师对学生的大胆猜想要加以肯定和表扬。
　　（3）复制的过程。经过上面对复制的条件及方式的探究后，教师演示DNA复制的动画，让学生观察生命体内的复制过程是如何进行的，并在此基础上让学生思考如下问题：①DNA复制是在什么时候？②DNA复制场所在哪里？③DNA复制的特点是什么？④如何保证DNA复制的精确性？⑤DNA复制的特点是什么？⑥DNA复制的意义是什么？通过一系列的问题对DNA复制进行总结（问题的结论都以板书的形式展示），让学生掌握相关知识。
　　五、课外研究性学习
　　请同学们在课后两周的时间内，撰写小论文，题目：《“DNA复制”的研究史》。两周后进行交流，并评选优秀小论文。设计此作业的目的是培养学生查阅资料、收集信息、进行研究性学习的能力。
　　六、教学反思
　　本节课所用的主要教学方法是“问题探究教学法”，把问题和知识点转化为探究性思考题，设计学生主体探究过程，把学生由知识的接受者转变为知识的探究者和研究者。本节课还蕴涵较丰富的科学史材料，通过对科学发现史的材料进行适当地选择和组织，向学生展示人类揭开生物世界的奥秘和令人兴奋的探索历程，让学生沿着科学家的逻辑思维路线，经历一个“发现”的过程，去体验和理解知识发生、发展、形成的过程，了解科学家科学创造的思路，理解科学家的认识过程，从而理解科学的本质和科学的实验方法，并学习科学家的思维方法和献身科学的精神。
　　十多位听课教师在评课时对本课的设计与施教予以肯定。他们认为这一尝试：（1）体现了课堂教学以引导学生自主学习为主的教法，符合新的教学理念；（2）教学中既扣紧了知识点的落实，又充分地放开去——引导学生质疑探究，各抒己见，不给学生造成束缚，学生的思维得到多方面训练；（3）教师的角色实现了转变，教师站讲台的时间不到10分钟，讲话的时间更短，没有以权威身份灌输什么答案，而是与学生一起平等地探究学习；（4）用网页为学生提供丰富的参考资料，信息技术的优势得到利用。课后，学生也以口头与练笔方式向教师反映，这样的课他们学得主动积极，很有兴趣。施教中存在的问题主要是讨论时间安排不足，全班交流发言原定6人，实际发言4人，教师的小结很匆促。这是备课时对学生发言的长度估计不足造成的。而这一缺憾恰恰也反映出我虽然是有意识地在以新的教育观组织教学，而自以为是的旧观念仍顽固地在起作用，低估学生自主学习的能力就是其中的表现之中。由此可见，以新观念、新手段改革课堂教学将会有一个长长的过程。
　　
　　（永嘉县罗浮中学）