基于培养核心素养的任务驱动式教学——以“核酸是遗传信息的携带者为例”

◎ 储 薇 王学敏

传统的生物课堂教学大多是灌输式、传授式,课堂缺少生气和互动性。长此以往,教师的教学得不到提高,学生对知识的掌握也是片面的、不深刻的,这样无法提高学生的生物学核心素养。在新的生物课程标准颁布之后,课堂上展开任务驱动式教学,符合新的课程理念,同时也为生物的同行们提供教学方法的借鉴。

一、对任务驱动式教学的理解

任务驱动通常是教师事先设置好相应的任务,学生在解决这些任务的过程中掌握并理解所学的知识内容,建构了自己的知识体系。问题设置必须是教师精心设计的,不能太细碎,也不能过大,必须符合学生现阶段认知水平,同时设置的问题也要富有一定的挑战性,能够激发学生的兴趣,让学生在完成任务过程中能够获得一定的成就感。任务驱动式教学的理论基础是建构主义学习理论,是推动教学改革的有力途径,也是培养学生生物学核心素养的良好途径[1]。

二、教学设计分析

本节内容是人教版必修一第2 章第5 节,同时在必修二的第三章第2 节DNA 的结构也涉及了相关内容,主要是让学生了解核酸的种类并掌握基本结构及相应功能。但是如果不将必修2 中的相关内容补充进来,学生很难对核酸有着深刻地认识,因此笔者设计任务驱动来达成这一目标。通过课堂的学习让学生建立结构与功能观以及核酸是遗传信息携带者的重要概念。

1.创设情境,激发兴趣

图片展示法医正在案发现场提取头发、血液、等相关生活用品以期获得相关的DNA,与犯罪人员的DNA 进行比对,就有可能为整个案件的侦破提供一些证据。DNA 指纹法广泛用于案件侦破、亲子鉴定、尸体辨认等方面。

驱动任务1(1)DNA 是什么? 它为什么能够锁定犯罪嫌疑人(2)收集相关素材,DNA 指纹法在生活中还有哪些应用?

设计意图:相信很多同学从电视、网络上都看到过法医在案发地提取DNA 的报道,但同学们却不知道它的原理,因此他们会很感兴趣。通过驱动任务1 的设置给学生提供了畅所欲言的平台,让他们彼此分享对DNA 指纹法的认识、初步了解核酸的结构特点。用真实情境作为课堂导入,不仅激发了学生的学习热情,还让学生明白生命科学在日常生产生活中发挥着重要的作用。

2.任务驱动,强化基础

驱动任务2 组织学生阅读课本,了解核酸的基础知识。并设置如下问题(1)核酸的组成元素有哪些? (2)核酸的类型、基本组成单位、全名及分类依据

设计意图:教师通过设置具体的任务让学生带着问题出发有目的性的学习教材,培养学生获取信息、总结归纳的能力。以上的问题的设置让学生对核酸有了基本的了解。但学生对核酸的结构还是不清晰,因此有必要开展驱动任务3.

3.模型建构,概念生成

核酸作为生物大分子具有一定的空间结构,那么核酸的结构是什么? 学生2 人一组,利用教师提供的实验器材进行驱动任务3-模型建构。

驱动任务3 模型建构

活动一:构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸

教师补充:模型的构建需要找对孔,然后进行连接,实际上要遵循一定的化学原理。接下来请同学们动手构建脱氧核苷酸和核糖核苷酸的物理模型。

活动二:构建核苷酸长链

那么核苷酸如何连接成一条长链? 小组相互配合,每组做4种不同长度的单链,单链中脱氧核苷酸和核糖核苷酸链的数目不低于4 个,越多越好。

教师补充:核苷酸数目=磷酸数=五碳糖数目=碱基数目。每个人要自查模型:每条单链都有1 个游离的磷酸基团。

活动三:构建一条双链DNA 和单链RNA 分子

教师补充:同学们在构建过程中请思考:DNA 双链的外部和内部分别是什么? 两条链之间通过什么连接?

设计意图:笔者从单体核苷酸着手,通过学生活动逐步形成核苷酸链直至DNA 和RNA 的平面结构,形成了核酸由核苷酸聚合而成的重要概念;在学生动手建构模型的过程中不仅提高了同学们的合作交流的能力,还发展了学生的科学思维。

核酸作为生物大分子,具有相应的功能,笔者播放视频《核酸的结构与功能》,学生总结核酸的功能:细胞内携带遗传信息的物质,在生物体的遗传、变异和蛋白质的生物合成中具有极其重要的作用。

什么是遗传信息? 它具有这样的功能与什么有关? 学生观察模型,能够说出碱基对排列顺序不同,遗传信息即不同,进而理解核酸能够携带遗传信息功能实现与其结构密切相关,发展了生命观念的生物学核心素养。

4.课堂检测,夯实基础

本节课的授课环节与很多常规课不同的是将必修二中的有关内容渗透进去,学生是否真正理解和掌握相关内容、教学目标是否达成,还需要进行检测。课堂检测:

问题1:核酸的类型有______种,分别是:______,中文名称分别是______、______,组成的核苷酸有______种,分别是______,特有碱基分别是______、______

问题2:让学生自行设置表格,比较DNA 和RNA

问题3:流感病毒和乙肝病毒的判断方法。

(1)根据______种类判断,含有T,则是乙肝病毒;含有U,则是流感病毒;

(2)根据______种类判断:含有脱氧核糖,则是乙肝病毒;含有核糖,则是流感病毒

(3)根据______判断:一般情况下,双链的为乙肝病毒,单链的为流感病毒

设计意图:问题1 和问题2 的设置较为简单,属于识记内容,为学习核酸的结构奠定基础。问题3 的设置是为了知识的迁移应用,通过比较两类核酸在结构上的区别,形成核酸的整体概念。

三、总结

本文以“核酸是遗传信息携带者”为例介绍任务驱动教学法在本节课的开展情况。在教学设计上主要以知识认知发展和任务驱动为主线展开教学。(1)知识认知发展主线:情境导入 →通过相应的任务驱动认识新知 →课堂检测;(2)任务驱动线:认识DNA 指纹法在生活中的应用→模型建构深入探究核酸的结构层次、辨析不同种类核酸的区别和联系 →知识迁移应用,运用所学知识解决生产生活中的问题 →发展了生物学核心素养。

在课程实施中以生命观念、科学探究、科学思维、社会责任作为教学目标,以DNA 指纹法在案件侦破中的应用这一熟悉场景导入课程,极大地激发学生的兴趣。通过3 项驱动任务的开展,层层推进,生成核酸是遗传信息携带者重要概念。同时学生在模型建构过程中发展科学思维;通过观察所构建的模型能够得出遗传信息蕴含在碱基对的排列顺序当中,进而理解核酸能够携带遗传信息功能实现与其结构密切相关,形成了结构与功能相适应的生命观念。从多个层面上确定病毒类型,利用所学知识联系生活,解决生产生活中遇到的问题,引导学生参与社会热点中的生物学议题的讨论,并作出理性的解释和判断[2],凸显了生命科学在21 世纪的重要地位。整节课在任务驱动的模式下进行,有效地发展了学生的生物学核心素养。