学生通过模型构建活动主动参与课堂教学——以“DNA分子的结构”高一新授课为例

首都师范大学附属滨州中学 山东 滨州 256600

新课改使教师讲述式课堂向学生活动探究式课堂转化，在这个转化过程中涉及很很多教学方法的创新，其中模型构建就是一个很不错的方法，可以把很多抽象的事物具体化，让学生更好的理解。关于模型构建为主题的课堂，笔者进行过一定的探索，总结出一些教学实践方法。

1 设计模型构建活动的一些体会

1.1 学生构建模型活动一定是为了化解课堂教学的重难点 有些教师在设计课堂活动的时候缺乏思考，认为学生活动的越热闹，课堂效果就会越好，笔者认为这样的课堂是低效的，学生的活动太多就会过于分散学生的精力，使主干知识的学习被冲淡。模型构建活动也是这样，从数量上不易过多，而且应该是为了化解重难点而设计。

1.2 处理好模型构建过程中的课堂生成 学生构建模型的过程不会是十分顺利的，构建过程中会遇到这样或是那样的困难，生成一些新的问题，这些问题是十分宝贵的，教师应因势利导，充分利用和解决好这些问题，在这个过程中可以充分的培养学生的科学思维和科学探究能力。

2 模型构建实例——DNA分子的结构

2.1 教材解读

2.1.1 课标要求 “概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，并通常由两条互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息”，是课程标准的要求。教材内容完全涵盖了这部分知识。

2.1.2 教材的特点 教材用一个模型构建的活动来让学生亲自动手构建DNA模型，这样可以让学生更加直观的学习DNA的结构，这样的授课效果要明显好于教师直接讲授。在模型构建的困难点上都会有一些材料来推动学生的模型构建，从而使模型构建可以顺利完成。与老教材相比新教材更能培养学生的动手能力和逻辑分析能力，体现了新课程标准对学生的要求。

2.2 学习目标

1.通过DNA分子模型的构建，概述DNA分子的组成与结构，培养动手能力和科学思维。

2.通过不同DNA模型的比较，说出不同DNA分子的差异及如何存储遗传信息。

3.通过相关科学史的学习，认同科学家的艰辛和执着，养成勇于面对困难和克服困难的品质。

2.3 教学重点 DNA分子模型的构建

2.4 教学难点 DNA分子模型构建过程中的思维引导

2.5 教学过程

2.5.1 情境导入 上节课我们学习了DNA是主要的遗传物质，1953年沃森和克里克提出了DNA的双螺旋结构模型使人们终于看清楚了DNA的结构。整个研究过程也是相当的艰辛和曲折，本节课老师和大家一起来重温DNA分子结构的探究历程。

2.5.2 探究脱氧核苷酸的结构 当时科学界对DNA的认识还相当模糊，主要有下面两方面的认识：①DNA分子是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。②4种脱氧核苷酸分别含有A、T、C、G四种碱基。请同学们根据这两条信息，自己动手构建脱氧核苷酸模型。

活动要求：① 利用老师给的活动材料每人构建一个脱氧核苷酸。

② 小组内成员比较、评价个人作品。

活动预期效果：①在制作和比较的过程中体会4种脱氧核苷酸的区别。

② 制作模型可以加深学生对脱氧核苷酸结构的认识。

2.5.3 探究核苷酸之间的连接方式 1951年11月，富兰克林通过数据计算得出，两个脱氧核苷酸是在脱氧核糖和磷酸之间连接.请同学们根据这条信息，探究核苷酸之间的连接方式。

活动预期效果：① 通过探究活动最终能够把核苷酸正确的连接起来。

② 构建核苷酸长链的核苷酸是小组每个同学亲自制作的，通过模型构建培养学生小组合作的意识。

2.5.4 探究两条脱氧核苷酸长链之间的连接 脱氧核苷酸可以构成长链，那么DNA中含有几条这样的长链呢?沃森用两条链去构建螺旋模型，与衍射图相符。克里克通过分析DNA的密度，表明螺旋结构确实是由两条脱氧苷酸长链组成的。请同学们根据这些信息，探究两条核苷酸长链之间是怎样连接的。

活动要求：①相邻两个小组间合作完成。

② 材料用各小组制作的核苷酸链。

③ 制作完成后，组间比较、交流并做好展示作品的准备。

活动预期效果：①学生第一次进行长链的拼接一定会失败，因为两个小组制作的脱氧核苷酸长链中核苷酸的排列是随机的，这个时候课堂产生了一个很重要的生成(为什么两条链是不吻合的)进而引入到碱基之间连接方式的学习。

② 这一步操作是组与组之间的合作，进一步培养学生合作探究的能力与习惯。

2.5.5 探究碱基之间的连接

教师给出三则材料：①1952年，美国的生化学家查哥夫访问剑桥大学时做了个报告。他指出：DNA中，A和T的数目相等，G和C的数目相等。

②沃森和克里克请剑桥的数学家约翰·格里菲斯计算出A+T的宽度与G+C的宽度相等。

③ 多诺(J·Donohue)告诉沃森，A-T和G-C可以靠氢键完成配对连接。

教师讲授氢键的性质。由于刚才构建模型的失利，学生一定很着急想知道问题出在哪，此时点燃了学生的求知欲。提供一些必要的资料帮助学生思考，学生可以知道A、T配对合适GC、配对合适，但是这些只是从碱基大小方面得到的信息，学生并不知道为什么A、T之间，G、C之间的氢键到底是个什么?通过教师的讲解可让学生知其然亦知其所以然。此后进行模型二次构建，有了碱基互补配对原则的帮助，学生会对刚才制作失利的模型进行修改，修改的过程中体会碱基互补配对原则。让学生体会到通过努力克服困难最终取得胜利的心路历程，这也正是科学家在进行科学研究过程中经常遇到的情境。

2.5.6 构建DNA双螺旋模型

活动要求：① 以附近3个小组为单位，利用所给材料构建完整的DNA分子双螺旋模型。

② 展示组间合作的作品，并介绍DNA分子的结构特点。

活动预期效果：①在构建的过程中体会DNA分子的结构。

②通过比较小组作品，知道DNA分子差异性的原因，进而知道不同DNA分子含有的遗传信息不同是因为碱基对的排列顺序不同所致。

2.5.7 课堂小结 让学生分析为什么那么多科学家都在研究DNA的结构，沃森和克里克能最终获胜。让学生懂得合作和借鉴的重要性。

2.6 教学反思 学生首先构建4种脱氧核苷酸模型，再把4种脱氧核苷酸连接成脱氧核苷酸长链，最后再把两条核苷酸链组成双链DNA分子，再构建DNA的双螺旋立体模型。学生构建模型的过程一步一步地由简单到复杂，能够展示自己的探究结果并说明制作的依据。学生通过探究过程可以更好的理解DNA分子的结构从而达成课标的要求。