精雕课堂 提高课堂教学的有效性

黄堡鑫

《生物学教学》杂志曾发表了濮阳市第一高级中学刘本举老师的文章《“DNA的复制”——基于科学史探究的教学》，本节课选自人教版高中生物学教材《必修2·遗传与进化》第三章第三节，主要包括对DNA分子复制的推测、DNA半保留复制的证据和DNA分子复制的过程三部分内容。本课时是在联系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。同时，又为后面学习变异打下坚实基础，有利于学生对基本突变、基因重组、生物进化等内容的理解。鉴于笔者曾在公开课上执教过这节课，因此，对刘老师的文章引起了很多共鸣。但笔者通过比较，发现本节课几个环节设置若能做一些适当的改良，则能取得更好的教学效果。

1 建立导入事例与教学重点和难点间的联系

根据建构主义理论，教学中只有设置学生感兴趣并能够激发学生求知欲的教学情境，才能引导学生积极主动地参与学习。许多新颖的课堂情境都能使学生在身临其境的感觉中，迅速、自觉地进入到新课学习的最佳境地，极大地激发学生的学习兴趣，积极主动地与教师一起探究新知。这样会使整节课的成功具备了先决条件。刘老师采用的方法是：利用Komberg的DNA合成实验，引导学生发现问题，并鼓励学生根据已有知识推测DNA复制模型，由此顺利提出假设。教学过程以讲故事的形式开始，可以较好地抓住学生的思维，使他们顺利进入科学探究的状态。

可是，这样的导入略显突兀，不能单纯为了导入而导入。情境的设置若能为后面的教学重点和难度埋下伏笔，帮助学生突破知识点的理解，这样的导入会更有价值。通过实践发现，若以复印试卷为例子，通过复印所需的条件与DNA复制所需的条件之间的对比，引导并鼓励学生根据已有知识推测DNA复制条件和方式，能够取得较好的效果。现将导入部分介绍如下。

师：“在日常生活中也许大家都曾遇到过这样的事，我们的试卷比较多，往往有些同学不注意整理，没过没多久，某张试卷就不见了。请问，这个时候你会怎么办？”

学生反映：“当然是去复印啊！”

教师予以肯定，然后追问：“很多同学会想到去复印。那请问，复印至少需要哪些条件呢？”

立即有学生回答：“复印机、A4纸、试卷、电源等。”

这时教师顺理成章提出课题：“复印最起码需要4个条件：① 复印机作为复印的设备；② A4纸作为复印的原料；③ 试卷作为模板；④ 电源提供能量等。在细胞内，细胞分裂进入分裂期之前，细胞核内完成了DNA的复制和蛋白质的合成。而只有完成DNA的复制才能再进行细胞分裂才能在细胞亲代和子代之间保持遗传性状的稳定性。那DNA复制需要什么条件才能完成呢？”在此基础上，引入利用Komberg的DNA合成实验，逐步引导学生思考DNA复制所需的条件。

总结：“复印”是学生生活中再常见不过的事情了，教师通过这样贴近生活例子的导入，可引起学生的浓厚兴趣，激发课堂气氛活跃，提高了课堂效率，也体现了学科渗透的新课程理念。另外通过引导学生说出日常生活中最常见的“复印”所需的条件：复印机、A4纸、试卷、电源分别对应DNA复制所需的催化剂——酶、原料——脱氧核糖核苷酸、模板—DNA、能量—ATP，可顺理成章引入DNA复制的条件。而复印试卷的过程其实就类似一个全保留复制的过程，为后面学生理解DNA复制的半保留复制方式奠定了良好的基础。

2 利用Komberg实验，完成知识点的迁移

Komberg设想，细胞内必有合成DNA所需的酶。于是他把大肠杆菌磨碎，用其提取液加上4种脱氧核苷酸（实际使用的是4种脱氧核苷三磷酸），其中至少有一种进行放射性同位素标记，以便于检查实验结果，再加一点点微量DNA作为“模板”。把上述混合液在有镁离子存在的条件下于37℃静置30 min，发现放射性标记已进入DNA部分，说明有新合成的DNA分子。新合成的DNA分子用过氯酸沉淀法提纯后，Komberg测定了产物DNA的碱基组成，发现它们与模板DNA组成惊人的相似。

教师要求学生根据上述过程分析：①加入4种脱氧核苷酸的作用是什么？②酶的作用是什么？③有了酶和原料是否就能完成DNA复制？缺了什么？④如果不加入ATP，新DNA可以合成吗？这说明什么问题？上述问题依次提出，由学生通过对这些问题的讨论、分析理解DNA复制所需的条件，并学会实验分析的思路与方法。

3 以简短课本剧形式讲授DNA复制过程

DNA的复制过程具有微观、抽象的特点，学生会感到较难理解，尤其关于DNA复制的特点，属于本节课的难点。如果通过设置问题，阅读教科书找出答案，从而掌握DNA复制所需的酶、复制特点等知识，会使课堂过于枯燥。教师如果用计算机模拟DNA复制的微观过程，展示后让学生讨论总结，就会使教学过程的呈现简单化，则不利于学生抽象逻辑思维和创造性思维能力的培养和发展。

语言是人类最重要的交际工具、思维工具盒信息传递工具，而不同学科都有其特定的“学科语言”，生物学科也有自己的“生物学语言”。笔者通过尝试，发现此处用幽默风趣的课本剧形式表演出来，能取得较好的课堂效果。现将课本剧剧本介绍如下：

旁白：很久很久以前，在一个细胞核里，有两个DNA链幸福的螺旋着。（两个男生螺旋在一起）

母链1【对母链2说】：我们要永远在一起！

母链2【对母链1说】：我们永远不分离！

旁白：但有一天，细胞的分裂间期DNA开始复制了，DNA开始解螺旋。

母链1【紧紧拉着母链2，对母链2说】：不要离开我！

母链2【紧紧拉着母链1，对母链1说】：我们不要分开！

母链1【含着泪对母链2说】：世界上最遥远的距离不是我们螺旋在一起，而你却不知道我爱你！而是两条螺旋在一起的DNA链即将解旋分离。

DNA解旋酶【甩动头发，带上墨镜，非常潇洒的模样】：大家好！我就是DNA解旋酶。我的任务就是让DNA双链解旋。

DNA解旋酶【用手作切断双链状】：还想在一起吗？门都没有！赶快解旋。【做超人姿势然后离场】

旁白：于是这两条链的碱基就暴露了出来。同时，周围游离的脱氧核糖核苷酸就聚集了上来。

DNA聚合酶1和DNA聚合酶2：我们是DNA聚合酶，我们的任务是把脱氧核糖核苷酸聚合成单链。【把4个男生两两配对】

DNA聚合酶2【将子链1介绍给对母链1，说】：来现在送你一份小礼物！

【子链1含羞答答地对母链1】：Hi，你好！

【母链1】：Who are you？

【子链1】：我是以你为模板的DNA啊！

【母链1】：纳尼？我是ATGC。你是我的什么？

【子链1】：我是你的TACG呀！（作甜蜜状）

【子链1依偎在母链1的肩膀上】：你还晓得他吗？（指向母链2）其实我和他完全一样。别惦记着他了，让我来代替他吧！

【母链1很豪爽地说】：好啊！让我们螺旋着一起进入分裂期吧！

全体谢幕！

总结：教育家陶行知先生说过：“我们要活的书，不要死的书；要动的书，不要静的书。”教师在实际的教学工作中要充分利用现实生活中的生物教育资源，使学生在广阔的空间里学生学生物、用生物，而课本剧便是沟通生物与生活的桥梁质疑。通过夸张的表演和幽默的台词让学生在感受到轻松和欢乐的同时，也对DNA复制的过程有了一个深入的了解。这种寓学习于游戏之中，既轻松突破重点难点，又巩固了知识，将呆板的课本知识变为灵活的表演，着实为课堂教学增添了一抹亮色。

4 通过实验构建DNA复制的再探究

DNA复制过程中的场所、时期和特点也是本节课重点之一，但是此部分处理方法往往是：教师通过多媒体演示DNA复制的动态变化过程，师生一起总结：① DNA复制的过程及结果是什么？② DNA复制的特点有哪些？③ DNA复制需要哪些条件？④ DNA复制的场所在哪里和时间是什么？⑤ DNA能够准确复制的原因是什么？⑥ DNA准确复制的意义是什么？这样可以形成一节的知识体系。刘老师的处理方法亦是如此。笔者认为应当从实验结果中让学生自己去总结，从一个新的角度对学生进行科学方法的训练，体验科学家的智慧，并使所学知识得到迁移应用。

问题1：为了获知细胞复制的场所，将变形虫放在有标记过的脱氧核苷酸培养液中，一段时间后，在细胞核中首先发现有标记的DNA分子。这说明什么问题？

学生回答：DNA复制的场所主要在细胞核。

问题2：为了获知细胞复制的时期，科学家通过生化分析得知，细胞分裂间期细胞中脱氧核苷酸含量开始时很低，不久急剧增加，以后又逐渐降低到初始水平。随着脱氧核苷酸含量的动态变化，DNA聚合酶的活性显著增高。这说明什么问题？

学生回答：DNA复制发生在细胞分裂间期。

问题3：研究表明，DNA的复制总能准确无误地进行，其复制过程中出错的概率仅为1/20 000。你认为DNA能够准确复制最关键的因素是什么？

学生回答：DNA分子独特的双螺旋结构为复制提供了精确的模板，通过碱基互补配对，保证了复制能够准确进行。

问题4：女性子宫肌瘤细胞中最长的DNA分子达36 mm，DNA复制速度约为4 μm/min（1 mm=1000 μm），但复制过程仅需40 min左右即完成。试分析其可能的原因。

学生回答：DNA边解旋变复制；多起点复制。

教师从新课程理念出发，认真做好每一次的课题尝试，认真进行每一次的课后反思，认真琢磨每一个合作细节，有利于激发学生主动探索，有效地调动学生学习的主动性。关注细节，课题定会别样精彩，教学的效率也定能得到提高。