教学设计：生物学科有效备课的着力点

陈卫东

备课是教师的常规工作，备好课是上好课的前提与保障，生物学科亦然。常态化的备课中，教师的着力点往往放在教案书写上，对其他教学要素的反思与整合较少。如果教师缺少通盘的考量与整体的规划，备课容易走向低效甚至无效。近年来，笔者改革备课的策略，尝试以教学设计作为抓手，将备课的着力点放在教学设计上，收到了良好的效果。

所谓“教学设计”是指教师根据生物学课程标准的要求和教学对象的特点，运用系统论的方法，将诸多教学要素有序安排和优化组合，确定合适教学方案的过程。教学设计是对教学目标、教学内容、教学方法、教学活动、教学评价等方面作出的战略性、整体性的规划，能将前瞻的课程理念、先进的教学思想有机地融入到备课环节中。下面以人教版必修2“DNA分子的结构”一节为例，谈谈着力教学设计，提升备课效益的策略。

1 着力目标设计，找准课堂教学要求

教学目标是学习者通过教学后应表现出来的行为、要达成的状态，是教学总的方向与要求。教与学的活动设计、教学策略和教学模式的选择与设计、教学评价的设计都要以教学目标为依据来展开。

“DNA分子的结构”章节的教学目标可以确立为：① 描述DNA双螺旋结构模型的建构历程；② 概述DNA分子的主要特点；② 根据碱基互补配对原则，推算DNA分子碱基比例，学会用数学语言描述与解释生命现象；④ 制作DNA分子双螺旋结构模型；⑤ 体验科学研究中的合作精神、科学态度。

教学目标的设计，要把握好以下三个特性。（1） 定位要有“准确性”。针对不同知识板块，对照课标的要求，用合适的行为动词表达出来，以体现不同内容的不同教学要求。如目标①“描述”属于了解水平，目标②“概述”属于理解水平，目标③“学会”、“解释”属于应用水平，目标④“制作”属于独立操作水平，目标⑤“体验”属于感受水平。（2） 确立要有“全面性”。目标设计要从三个维度上全面考量，不能只重视知识目标，而轻视或忽视能力目标、情感态度与价值观目标。如上述目标中，“动手制作”技能目标、“体验合作精神”情意目标不能偏废。（3） 实施要有“统整性”。教学目标可以从“知识与技能”、“过程与方法”、“情感、态度与价值观”三个维度上来区分，但各个目标不是相互割裂的，而是相互联系的。实施过程是相互交融、整体推进的，多元化的目标可以一体化实现。

“DNA分子的结构”的教学内容，重点就是要能概述DNA分子的结构特征，发掘教材隐含的原理与规律，学会用数学语言表达生命现象，提升生物学素养。

2 着力流程设计，厘清课堂教学思路

教学流程设计就是对教学过程作出一个框架性的规划，给出一个总揽性的思路。“DNA分子的结构”教学流程设计为4个师生活动单元，分2课时完成。4个活动单元是：活动一——了解DNA分子结构模型的建构历程；活动二——概述DNA分子的结构特点；活动三——分析DNA分子中的碱基数量关系；活动四——动手制作DNA双螺旋结构模型。

活动一的推进流程是：教师给出阅读问题→学生阅读课本、自主学习→小组合作解答阅读问题→完成学案上的表格填空→学生投影展示学案完成情况→联系DNA双螺旋结构模型建构的科学史，说出感悟。

活动二的推进流程是：教师明确观察对象→提出观察问题→学生观察图示→小组内交流、补充→分小组概说DNA分子的结构特点。预留空间：针对DNA分子的结构特点→提出疑难知识点→教师点拨→“消化”疑难知识点。

活动三的推进流程是：根据碱基互补配对原则→归纳DNA分子碱基的数学关系式→当堂训练实施知识迁移。预留空间：DNA碱基数学关系式的推导，探讨推导过程的疑难问题。

活动四的推进流程是：课前布置→课后制作→课上展示。

3 着力活动设计，构筑课堂教学路径

教学活动设计是在教学目标的统领下，以学生的“学”为主线，细化教学流程，设计师生互动的触发点，构筑学生自主学习、合作学习的路径。活动设计可有机融入问题设计、方法设计、训练设计。以下是笔者在教学“DNA分子的结构”时，进行的活动设计。

活动一：了解DNA分子结构模型的建构历程。

（1） 阅读教科书P47-48内容，回答下列问题：

当时科学界对DNA分子结构有怎样的认识？

威尔金斯及合作者富兰克林的研究成果是什么？

查哥夫的研究成果是什么？

（2） 完成表1。

（3） 分小组展示，教师纠错。

（4） 联系DNA双螺旋结构模型建构的科学史，说出自己的感悟。

第一活动单元设计意图：教材关于科学史的编写，内容较为浅显，也较为零碎。教师采用自主阅读的方法来教学，可以较快达成知识目标。教师在阅读前给出的问题，既是学习的“任务”，也是学习的“航标”，能引领学生将阅读不断向前推进。以小组为单位展示、纠错，体现了互动交流、合作学习。设计表格由学生来填写，实际上是对模型建构历程的再一次梳理与归纳，同时也是培养学生生物科学素养的一个契合点。表格的第一栏是“模型建构的历程”，纵向观察是对不同观点的质疑、否定、修正和完善，让学生体验科学研究的艰巨性、创新性与发展性。第二栏是“对模型的要点描述”，可以训练学生借助教材信息筛选主干信息的能力。第三栏是“建构的依据或修改的依据”，可以引导学生从科学研究的实证性中逐渐培养实事求是的科学态度。

活动二：概述DNA分子的结构特点。

（1） 观察教材中DNA分子的结构模式图，回答下列问题：

DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？

DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？它们分别位于DNA的什么部位？

DNA中的碱基是如何配对的？它们位于DNA的什么部位？

（2） 学生展示：说出DNA分子的结构特点。endprint

（3） 质疑：关于DNA的分子结构特点的描述，你有哪些不理解的知识点？

学生提出问题，教师释疑。

（4） 完成课堂练习。

第二活动单元设计意图：关于DNA分子结构特点的概述，这里设计成“看图说话”。“看”与“说”以小组为单位，学生可以进行小组内合作学习。教师要求学生观察教材“DNA分子的结构模式图”，回答相关问题。以此作为基础，学生“水到渠成”地概括出DNA分子的结构特点。三个特点的描述按照从整体到局部的顺序展开，学生容易联想记忆。关于DNA分子结构特点的描述中，学生对“反向平行”、“氢键”可能有疑难（在历届教学中都有发现），这虽不是教学的重点，但教师有必要解释清楚，可以保护学生的“好奇心”。要解决“反向平行”疑难点，教师可以结合模式图两条链的图像来说明，沿图形中轴对折图像可以重合的是“同向平行”；将其中一条链旋转180°，“让这条链的方向反过来”，两者可以重合的，是“反向平行”，DNA的两条链属于后者。还有一种化解策略，就是补充脱氧核苷酸碳原子的标号，可以说明一条单链是5→3走向，另一条单链是3→5，说明两条链是“反向平行”关系。“氢键”不是一般意义上的化学键，可以理解为互补碱基对之间形成的分子间作用力。“当堂练习”环节，可以训练学生知识迁移的能力。

活动三：分析DNA分子中的碱基数量关系。

（1） 规律的概括与推导。

最基本的依据：因为DNA分子中A与T配对，G与C配对，所以在DNA分子中A=T，G=C。

规律①：DNA分子中，嘌呤碱基之和等于嘧啶碱基之和，各占50%。数学表达式：A+G=T+C=50%，或（A+G）/（T+C）=1。

规律②：互补碱基之和在单链中所占百分比与在整个DNA分子中所占百分比相等。数学表达式：（A1+T1）%=（A2+T2）%=（A+T）%；（G1+C1）%=（G2+C2）%=（G+C）%。

数学表达式中符号含义的说明：将DNA分子的两条互补单链分别记为1号链与2号链，1号链中的T记为T1，2号链中的T记为T2，余此类推。1号链中的（A1+T1）占1号链碱基总数的百分比记为（A1+T1）%，余此类推。整个DNA分子中的（A+T）占DNA分子碱基总数的百分比记为（A+T）%，余此类推。

规律③：互补碱基之和的比值，在单链及整个DNA分子中是相等的。数学表达式：

（A1+T1）/（G1+C1）=a，则（A2+T2）/（G2+C2）=a，（A+T）/（G+C）=a。

规律④：嘧啶碱之和与嘌呤碱之和的比值，在整个DNA分子中恒等于1，在两条单链中互为倒数。数学表达式：（A+G）/（T+C）=1，（A1+G1）/（T1+C1）=b，则（A2+G2）/（T2+C2）=1/b。

学生推导。

（2） 巩固训练：略。

活动四：动手制作DNA双螺旋结构模型。

（1） 课前布置制作任务：第一课时结束时布置，第二课时课上展示。教师推荐制作材料，说明制作的注意点，明确完成的时间。

（2） 课后完成制作。以小组为单位制作，每个小组的制作数量不少于一个。

（3） 课上展示制作模型，对模型进行解释，说出模型制作过程中的体验。

4 着力评价设计，反馈课堂教学效果

如果把教学目标比作教学活动的“指南针”，那么教学评价就是反馈教学效果的“晴雨表”。依据系统论的原理，在教学设计中，评价设计应与目标设计、流程设计、活动设计并存，且与活动设计并行。教师将教学评价贯穿教与学的全过程，发挥教学评价的反馈、校验、激励、导向功能，有利于学生的成长、教师的发展，有助于教学质量的提高。

反馈教学效果，评价设计应涵盖教与学两个方面，侧重评价学生的“学”。评价课堂上学生的“学”，主要评价课堂学习中学生的话语、行动、认知水平及临场应对。评价课堂上教师的“教”，主要评价课堂教学中教师的教学理念、教学设计、教学方式、教学过程及教学效果。

评价课堂上学生的“话语”，主要是评价话语的数量与质量。如观察“DNA分子结构模式图”时，学生是否能说出多项特点，描述时语言是否流畅，前因后果是否有逻辑性等。评价课堂上学生的“行动”，主要是评价行动的主动性与目的性。如阅读“DNA模型建构的科学史”内容时，是“走马观花”式的，还是投入科学家的角色去探究模型建构的依据。评价课堂上学生的“认知水平”，主要是评价学生对相关知识的识记与理解程度。如完成本章节活动二中“当堂练习”、活动三中“巩固训练”习题时的正确率、熟练程度等。评价课堂上学生的“临场应对”，主要评价临场应对的灵活性、切合性与创新性。

评价教师的“教”，主要是评价教师的教学理念是否与新课程一致、是否与新课标吻合、是否具有前瞻性；教学设计中目标定位是否准确、重难点筛选是否合理、方法选择是否合适、师生互动是否到位；教学方式是否符合教师主导、学生主体的原则；教学效果有没有“以生为本”，有没有关注学生的进步与发展。endprint