文 | 劉文勝 龔慧婷

通過學習活動落實核心素養(yǎng)應是課堂教學設(shè)計的一個重要方面。在“DNA分子的結(jié)構(gòu)”教學中，教師以DNA結(jié)構(gòu)的構(gòu)建科學史為主要探究資源，通過創(chuàng)設(shè)活動讓學生體驗科學家的探索歷程，引導學生搭建DNA的分子結(jié)構(gòu)模型，然后進行展示交流，最后歸納總結(jié)DNA結(jié)構(gòu)的特點，繼而建立概念模型，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，形成生物學科核心素養(yǎng)。

創(chuàng)設(shè)情境引入，激發(fā)興趣培養(yǎng)素養(yǎng)

在設(shè)置情境和問題時，教師要關(guān)注學生的經(jīng)驗、思維和情感參與這個核心，讓情境成為激發(fā)學生思維發(fā)生、知識形成、能力提升和情感涵育的媒介。在“DNA分子的結(jié)構(gòu)”這節(jié)課的導入環(huán)節(jié)，教師設(shè)計這樣的活動情景：播放“爸爸去哪兒”音樂，接著展示某期節(jié)目中的一對明星父子的相片，再分別展示他們小時候的照片，問：“這對父子為什么長得這么像？”之后過渡引導學生回顧基因和染色體的關(guān)系，從而導入新課學習。

通過創(chuàng)設(shè)情境和問題解決的活動設(shè)計，可以激活學生原有的學科知識儲備，激發(fā)學生的認識和情感態(tài)度，增加學生參與學習活動的生動性、情感性和趣味性。設(shè)置的情境能緊跟時代流行信息，有利于激發(fā)興趣和集中注意力，培養(yǎng)學生的生命觀念和理性思維素養(yǎng)，并順利過渡到新內(nèi)容的學習。

文獻型探究活動，體驗科學探究精神

DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建過程是一部很長的科學史，涉及許多科學家的辛勤探索和跨學科合作，其中每一步重要的發(fā)現(xiàn)都體現(xiàn)科學家敬業(yè)、執(zhí)著、奉獻的優(yōu)良品質(zhì)。其中，沃森和克里克跨學科的合作，體現(xiàn)出知識互補、精神一致、和諧配合的重要性；而羅莎琳德·富蘭克林拍下的DNA衍射照片及數(shù)據(jù)，卻是沃森和克里克發(fā)現(xiàn)DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵。教師充分利用本節(jié)的科學史資源，引導學生以某一個科學家為研究對象開展文獻型探究活動，學生以小組為單位，借助互聯(lián)網(wǎng)獲取關(guān)于科學家的資料，然后分析從中提煉出跟本節(jié)課內(nèi)容相關(guān)的資料，制作介紹科學家的幻燈片，最后小組將成果在課堂上交流。

文獻型探究活動的設(shè)計，可以培養(yǎng)學生獲取、分析、整合信息的能力，還可以培養(yǎng)學生之間的協(xié)作交流能力。學生體驗到科學家研究歷程的曲折，提高對生命科學探索的興趣。

建模型探究活動，培養(yǎng)科學探究素養(yǎng)

在了解了DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)科學史后，教師繼續(xù)設(shè)計建模型活動，設(shè)置問題，假如你是克里克或沃森，在了解了許多科學家的研究成果后，你將如何搭建DNA的分子模型？學生以小組為單位，分工合作，嘗試著搭建DNA的平面結(jié)構(gòu)?；顒有问剑阂皇钦n前教師準備了4種不同顏色的硬紙片，剪裁成一定的模型分別代表4種脫氧核苷酸，學生進行模型構(gòu)建；二是借助平板電腦，準備磷酸、脫氧核糖、四種堿基和四種脫氧核糖核苷酸，分別構(gòu)建脫氧核糖核苷酸、脫氧核糖核苷酸鏈、DNA分子的平面結(jié)構(gòu)和DNA分子的雙螺旋結(jié)構(gòu)。這個探究活動讓學生意識到科學家能做到的事情，在自己掌握了相關(guān)信息后也可以做到，并且對科學家的探究過程有了系統(tǒng)性的把握。

建模型探究活動的優(yōu)點在于：學生首先要充實自己的認知結(jié)構(gòu)，占有與活動任務有關(guān)的空間概念等，從而指導自己的實踐。在活動過程中，學生認同科學的發(fā)展是在曲折中前進的，科學發(fā)現(xiàn)需要鍥而不舍和互助合作的科學精神，從而實現(xiàn)情感態(tài)度價值觀教育，養(yǎng)成縝密的邏輯思維和較強的動手能力，提高對生命科學的興趣。

展示模型活動，培養(yǎng)理性思維素養(yǎng)

進入DNA結(jié)構(gòu)模型展示活動環(huán)節(jié)，各小組將搭建好的DNA的平面結(jié)構(gòu)在課堂上展示，分享活動感想，增強合作意識。接著，教師引導學生觀察自己或小組搭建的DNA平面結(jié)構(gòu)模型，并提出活動問題：請注意，自己與組員或小組與小組間所構(gòu)建模型的相同之處與不同之處？觀察思考DNA中的兩條鏈是如何配對在一起的？對于DNA的兩條鏈來說，相對應的堿基是否是想當然的相同或者是毫無規(guī)律又或者遵循著某種規(guī)律？如果沒有DNA衍射照片及數(shù)據(jù)，克里克或沃森能取得成功嗎？學生可以以小組為單位進行討論交流。

學生通過研究模型來認識模型的各種本質(zhì)特征及其必然聯(lián)系，繼而建立生物概念，得出生物規(guī)律，促使學生在探究中思考，在實踐中總結(jié)。活動還可以讓學生理解科學、技術(shù)和社會的關(guān)系，明白假如沒有X射線拍照技術(shù)，就不會有DNA衍射照片及數(shù)據(jù)，繼而就不會真正發(fā)現(xiàn)DNA的分子結(jié)構(gòu)。

趣味活動設(shè)計，培養(yǎng)歸納概括能力

在DNA的模型建構(gòu)和展示之后，教師設(shè)計一個趣味活動：請8個學生進行角色扮演，分別代表一種脫氧核糖核苷酸，模擬構(gòu)建DNA分子的雙鏈，直觀感受構(gòu)成DNA的兩條鏈是反向平行的關(guān)系。接著，教師追問：現(xiàn)在，請你們再認真觀察自己構(gòu)建的模型是不是符合實際情況？應如何改變？在DNA分子中，外側(cè)由什么連接而成，內(nèi)側(cè)是什么？構(gòu)成DNA核苷酸鏈有幾條？這些鏈走向上有什么特點？鏈與鏈之間的堿基連接有什么規(guī)律？通過趣味活動設(shè)計，學生能逐漸概括、總結(jié)出DNA的結(jié)構(gòu)特點，學會用數(shù)學語言描述生命現(xiàn)象，進一步認識結(jié)構(gòu)與功能相適應的生命觀念。

拓展活動設(shè)計，提升社會責任素養(yǎng)

在課的結(jié)尾，教師設(shè)計了拓展活動環(huán)節(jié)，引導學生自主構(gòu)建DNA結(jié)構(gòu)的概念圖或思維導圖，并請學生分享展示交流。接著，教師提出問題：沃森和克里克默契配合發(fā)現(xiàn)DNA雙螺旋的過程被科學界傳為佳話，你從中得到什么啟示？請同學們展開想象力，思考你們希望DNA的研究與應用能再給人類帶來什么樣的好處？最后，教師告訴學生：DNA結(jié)構(gòu)模型的發(fā)現(xiàn)標志著分子生物學的開端，從此人類開始進入了設(shè)計生命改造生命的階段。目前來講，DNA的研究與應用還在繼續(xù)進行當中，如基因工程、蛋白質(zhì)工程等。生命科學就是這樣的生生不息，而生命科學的發(fā)展一定是在其發(fā)展到一定階段的產(chǎn)物，也需要眾多學科的新的理論、新的方法來支持。

自主構(gòu)建概念圖或思維導圖，有助于學生理清課堂思路，讓學生明白：依靠科學家創(chuàng)造性的勞動才能夠有今天這樣的生命科學成就，激勵對生命科學感興趣的學生能夠投身到對生命科學的研究中去，為我們?nèi)祟愖约阂约捌渌镏\求福利。

教學反思

課堂教學的首要任務是培養(yǎng)和提高學生必備的能力和可持續(xù)發(fā)展的生物學科素養(yǎng)，教學的關(guān)注點發(fā)生轉(zhuǎn)向，即從關(guān)注知識點的落實轉(zhuǎn)向到素養(yǎng)的形成，從關(guān)注“教什么”轉(zhuǎn)向到關(guān)注學生學會什么。以任務為導向的學習活動是一個動態(tài)的過程，精心設(shè)計的學習活動可以凸顯學習者的主體地位，可以促進個體與群體的融合。以學生活動設(shè)計為主的課堂教學，主要任務應是讓學習者在參與課堂教學的學習活動中掌握核心知識與形成關(guān)鍵能力，獲取直接與間接經(jīng)驗，促進自身素養(yǎng)的發(fā)展。