池 君

福建省南安第一中學(xué) 福建泉州 362300

人教版的《DNA分子的結(jié)構(gòu)》一課由于教材編排的順序，很多一線教師會(huì)先介紹 DNA分子的結(jié)構(gòu)，再讓學(xué)生進(jìn)行DNA模型的制作，這種教學(xué)策略下的模型構(gòu)建活動(dòng)只能讓學(xué)生驗(yàn)證剛剛學(xué)習(xí)過的知識(shí)。筆者認(rèn)為，本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容較少，而且教材伊始又有DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)史資料，所以我們?cè)诮虒W(xué)中可以嘗試通過科學(xué)史的學(xué)習(xí)搭建平臺(tái)，在此基礎(chǔ)上讓學(xué)生進(jìn)行DNA模型的自主探究構(gòu)建活動(dòng)，以提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和探究精神。

一、教學(xué)準(zhǔn)備

（一）科學(xué)史資料的準(zhǔn)備

由于篇幅限制，教材對(duì)科學(xué)史的介紹往往顯得比較簡(jiǎn)單。因此教師在備課時(shí)可以查閱一些相關(guān)的課外資料，還可以鼓勵(lì)學(xué)生自行查閱資料，以充實(shí)豐富教材內(nèi)容，使之更富有吸引力，更能體現(xiàn)教育價(jià)值。

（二）DNA模型組件準(zhǔn)備

訂書釘（或別針）代表基團(tuán)間的各種化學(xué)鍵。用卡紙作出以下形狀，分別代表脫氧核糖、磷酸和四種堿基。代表脫氧核糖，代表磷酸集團(tuán)，代表胸腺嘧啶（T），代表腺嘌呤（A），代表胞嘧啶（C），代表鳥嘌呤（G）

二、教學(xué)思路

首先讓學(xué)生對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)史進(jìn)行閱讀、交流和討論。然后再讓學(xué)生根據(jù)科學(xué)史內(nèi)容進(jìn)行模型自主建構(gòu)，在教師的引導(dǎo)下一起尋找各種模型的錯(cuò)誤之處并不斷改正。最后引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己構(gòu)建模型過程中形成的對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，歸納DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。

三、主要教學(xué)過程

（一）學(xué)習(xí)DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)史，交流學(xué)習(xí)心得

學(xué)生閱讀DNA雙螺旋的發(fā)現(xiàn)史，思考回答以下三個(gè)問題：

問題一：沃森和克里克利用了哪些他人的科學(xué)成果？

參考答案：威爾金斯和富蘭克林的DNA衍射圖譜；鮑林的用模型構(gòu)建的方法研究大分子結(jié)構(gòu)；查哥夫發(fā)現(xiàn)的A的量總是等于T的量，C的量總是等于G的量。

問題二：沃森和克里克在構(gòu)建模型時(shí)出現(xiàn)過哪些錯(cuò)誤，又是如何糾正的？

參考答案：錯(cuò)誤一是建立三螺旋模型，應(yīng)改正為雙螺旋模型；錯(cuò)誤二是把堿基位于外部；應(yīng)改正為堿基位于螺旋內(nèi)部，磷酸—脫氧核糖位于螺旋外部；錯(cuò)誤三是讓相同的堿基配對(duì)；應(yīng)改正為A與T配對(duì)，C與G配對(duì)。

問題三：沃森和克里克成功的原因是什么？

參考答案：善于利用他人的研究成果和經(jīng)驗(yàn)；善于與他人交流溝通；對(duì)工作要有熱情和興趣；成員之間在知識(shí)上最好能互補(bǔ)；不同學(xué)科知識(shí)會(huì)相互滲透……

這部分的教學(xué)是本節(jié)課的重點(diǎn)之一，教師應(yīng)該在課堂中留出充分的時(shí)間讓學(xué)生閱讀資料，回答問題，交流感想。不同的學(xué)生對(duì)不同知識(shí)的感觸點(diǎn)不一樣，有的孩子更關(guān)注DNA模型構(gòu)建的線索，有的學(xué)生則更關(guān)注沃森、克里克在挫折中前行的艱辛，還有的學(xué)生會(huì)參考課外資料（如富蘭克林的故事）有所感悟。在課堂教學(xué)中，我們應(yīng)該對(duì)各類學(xué)生的回答給予及時(shí)的肯定、修正、點(diǎn)評(píng)，循循善誘，達(dá)成教學(xué)目的。

（二）制作DNA雙螺旋模型，形成對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的初步認(rèn)識(shí)

請(qǐng)學(xué)生根據(jù)在科學(xué)史中對(duì)DNA結(jié)構(gòu)的了解，并結(jié)合課本對(duì)DNA分子結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)的描述，使用DNA模型組件構(gòu)建DNA模型。

模型構(gòu)建活動(dòng)是本節(jié)課的重點(diǎn)之二，在學(xué)習(xí)完沃森和克里克科的故事之后讓學(xué)生們進(jìn)行模型建構(gòu)，可以讓學(xué)生在建立模型的思維過程中重走科學(xué)家的路。當(dāng)學(xué)生們的思維隨著科學(xué)大師的軌跡前行時(shí)，他們能更深切地體會(huì)到科學(xué)家們富有創(chuàng)意的思維過程和巧妙的工作方法，并從中感悟科學(xué)探索的艱辛和樂趣。

（三）展示學(xué)生制作的DNA模型，共同評(píng)價(jià)和修改模型

展示模型前教師應(yīng)先預(yù)設(shè)好學(xué)生可能出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤，然后選出有代表性的各種作品去上臺(tái)展示，共學(xué)生們交流討論。

學(xué)生制作的DNA模型（以下為模型平面圖）會(huì)出現(xiàn)以下幾種常見的錯(cuò)誤情況。

錯(cuò)誤一：沒有體現(xiàn)雙螺旋特征

錯(cuò)誤二：磷酸基團(tuán)的數(shù)目不對(duì)（如圖一、二）

錯(cuò)誤三：未正確體現(xiàn)雙鏈的反向平行（如圖三）

對(duì)模型的交流、評(píng)價(jià)和修正是本節(jié)課的重點(diǎn)之三，在交流討論中學(xué)生的思維可以發(fā)生碰撞，一方面修正了錯(cuò)誤的認(rèn)知、加深了對(duì)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的理解，另一方面可以培養(yǎng)學(xué)生謙虛坦誠(chéng)、團(tuán)結(jié)協(xié)作的品質(zhì)。這是作為一名成功科學(xué)工作者必需具備的素質(zhì)。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)有兩個(gè)方面：科學(xué)史的學(xué)習(xí)和模型構(gòu)建的自主探究。

DNA發(fā)現(xiàn)史的學(xué)習(xí)和討論，是為后來的自主探究搭建跳板的必備環(huán)節(jié)。教師可以設(shè)計(jì)小組交流，組間PK等調(diào)動(dòng)學(xué)生們的積極性，讓同學(xué)們感受科學(xué)家是如何在修正錯(cuò)誤的過程中慢慢找到真理的科學(xué)歷程。

DNA模型構(gòu)建活動(dòng)的挑戰(zhàn)則是可能出現(xiàn)的各種不可預(yù)期的錯(cuò)誤模型，這就要求教師日常教學(xué)時(shí)要注意觀察和積累，事先做好教學(xué)預(yù)設(shè)，不打無準(zhǔn)備之戰(zhàn)。如果出現(xiàn)了教學(xué)預(yù)設(shè)外情況，教師也要注意巧妙處理：比如讓學(xué)生思考、討論、各抒己見；或者讓學(xué)生課后上網(wǎng)查閱課后交流等。