《DNA分子的结构》微课程设计

周苑

分析

《DNA分子的结构》是人教版高中生物必修二第3章第3节的内容。学生掌握DNA分子的结构将为后续进一步探究学习《DNA的复制》《基因是有遗传效应的DNA片段》及《基因的表达》等课奠定重要基础。

设计

由于个体差异，不同的学生达成同样的学习目标所需的时间、采取的方法步骤是不同的。为此，笔者依据国家课程标准，设计了自主学习任务单，使学生明确本节课应达成的学习目标、认知程度和认知水平，并在任务单的指导下按照自己的方式和节奏自主学习，完成相关的学习任务，达成学习目标。

1.自主学习任务单的设计

（1）学习指南

达成目标是重中之重。在任务单中展示达成目标的目的是使学生明确必须通过什么样的途径完成哪些任务才能达成目标，激励他们进行后续任务的学习。

同时，笔者在学习指南中对课堂学习形式进行了简单的预告，并给出了相应的学习方法指导。这样学生才能对课上的内容做到心中有数，知道必须完成自主学习任务、达成学习目标，才能进一步进行课堂学习。这有利于充分调动学生完成自主学习任务单的积极性，培养他们解决问题的良好习惯，为课堂学习做好充分的准备。

（2）学习任务

本节课将重点、难点、其他知识点以问题的形式呈现，为学生搭建有效的学习支架，让他们带着问题有目的地进行自主学习、探究。学生通过问题引导和任务驱动，知道自己应该怎样去学习，并且在解决这些问题的过程中深化对知识的理解和认知，真正达成学习目标，举一反三，同时，还能培养分析问题、解决问题的能力。

（3）困惑与建议

学生记录学习过程中遇到的困惑、问题以及对微视频的一些建议，以便课堂学习时与教师和同学交流、互动、质疑。

2.微视频的设计

学生对教材的掌握是通过任务单来完成的。但学生在完成任务的过程中，可能会碰到一些困难，教师需要在学生可能感到困难的地方，制作视频予以支持，也就是说，视频主题的确定是以学生学习可能会遇到困难的内容为依据。

结合本节课涉及的知识相对抽象、微观，学生对高一学过的《遗传信息的携带者——核酸》相关内容存在一定程度遗忘的实际情况，笔者设计了“《两类核苷酸的比较》+《脱氧核苷酸长链的生成》=《遗传信息的携带者——核酸》”这一微视频。学生通过观看微视频充分认识组成核酸的基本单位——核苷酸的种类、结构及模式图；认识两种五碳糖及五种含N碱基；知道磷酸、脱氧核糖和含N碱基的连接方式，明确两类核苷酸的不同点；循序渐进地了解了两个脱氧核苷酸之间是怎样脱水的。学生观看视频中磷酸二酯键逐步连接成脱氧核苷酸长链的过程，使抽象的问题具体化，为完成学习任务五——利用教师提供的模型材料构建“脱氧核苷酸长链”物理模型奠定基础。

学生通过问题引导，任务驱动，并借助微视频的帮助就可以按照自己的节奏学习，基本上都能达成学习目标，为课堂深度学习扫清障碍。

制作过程

视频录制涉及的软件主要有Photoshop、PowerPoint、Camtasia Studio等。笔者首先利用Photoshop进行图片的处理；然后利用PPT的集成、切换和动画功能完成视觉传达，并生成简单的动画；最后用Camtasia Studio进行录屏、配音等后期加工处理，以MP4的格式发布，总时长为4分33秒。

教学应用过程

1.第一环节：课始检测

上课后，笔者首先利用2～3分钟进行课始检测，然后小组协作评价，并通过“对一对、议一议、改一改”统一答案。“课始检测”与“课前自主学习任务单”给出的学习任务相关联，它不是为了寻找知识漏洞而设计，而是为了对学生课前自主学习的内容进行检测、回顾，学生基本上都能过关。这样，在充分调动学生课前学习积极性的同时，让他们体验学习的成就感，并对下一环节的学习充满期待。

2.第二环节：进阶作业

对再次过关的渴望充分调动了学生的学习积极性，激发了他们的探究热情。在学生高涨的情绪下，笔者依据“最近发展区”理论，利用“进阶作业”增加难度，使学生接受挑战。但难度应当控制在大多数学生通过努力就能完成的基础上，这样有利于促进学生对知识的深度理解和内化，为下一环节的探究和展示活动奠定基础。

3.第三环节：协作探究

完成进阶作业之后，学生本课教学活动的认知目标基本上达成了。随后，进入高难度的培养综合素养的协作探究活动和展示活动之中，两者构成微项目学习，是紧密配套的内化知识、拓展能力的活动。本节课主要有四个协作探究问题。

协作探究一：依据教材相关内容分析：①沃森和克里克利用了他人的哪些经验和科学成果？②他们在构建模型的过程中出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？

协作探究二：根据模式图分析：①碱基配对时，为什么嘌呤碱不与嘌呤碱或嘧啶碱不与嘧啶碱配对呢（如图1）？②为什么A与T配对，G与C配对，使DNA的结构更加稳定（如图2）？总结碱基互补配对原则的主要内容。

协作探究三：利用自制脱氧核苷酸长链完成DNA双螺旋结构模型的构建；依据模型，协作探究DNA分子的主要特点及蕴含的生物学奥秘，做好展示准备。

协作探究四：设DNA一条链为1链，互补链为2链。根据碱基互补配对原则证明：在双链DNA分子中，互补碱基之和所占比例在任意一条链及整个DNA分子中都相等，即双链DNA分子中的一条链上A1+T1=n%，则另一条链上A2+T2=n%、双链中A+T=n%。

学生通过协作探究再现科学史，被科学家的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识以及孜孜不倦的探索精神所感动，逐渐领悟到科学的本质、科学的方法及科学精神。学生根据模型对原型的未知属性、事实进行推测，发现问题，从而认知事物中所蕴含的规律，使教学活动由浅入深，循序渐进，逐步达成对DNA空间结构的深度认知，进而构建DNA双螺旋结构模型，并学会用数学方法探究生物规律。

4.第四环节：展示评价

对协作探究成果的评价是通过展示活动实现的。展示、质疑、阐释本身既是协作探究成果的内化提升，又是协作探究成果的评价方式，使学生在不断的质疑—探究—阐释中收获成功的喜悦，充满激情地学习，争先恐后地表达。同时，教师通过课堂观察要对各个小组的探究做出相应的评价，肯定优点，提出希望。

评价与反思

翻转课堂使学生能够在任务单的指导下，借助微视频的帮助在课外学习知识，不受传统课堂45分钟的限制，同时课始检测和进阶作业能使知识进一步巩固和内化。这样几乎所有的学生在完成进阶作业之后，都达成了本课教学活动中的认知目标。而课堂教学更侧重于利用探究活动，通过互动，质疑内化知识，拓展能力，是在学生完成基本认知的基础上的深度学习。因此，学生的综合素养有了大幅度的提升，学习成绩也有所提高。翻转课堂让教师成为点化学生智慧的导师！