郭麗麗 高清倉 王瑩

摘 要：筆者從“生物核心概念”和“翻轉(zhuǎn)課堂”兩個(gè)基本概念的界定入手，以“DNA的相關(guān)計(jì)算”為例，展示了生物核心概念融入翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用實(shí)踐，得出翻轉(zhuǎn)課堂在高中生物教學(xué)中具有高效性和可重復(fù)性的特點(diǎn)，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)核心概念；翻轉(zhuǎn)課堂；DNA計(jì)算

一、 基本概念的界定

（一） 生物核心概念。生物學(xué)核心概念（key concepts）是組成生物學(xué)的骨架，是生物學(xué)科結(jié)構(gòu)的骨干部分，包含了觀點(diǎn)、原理、規(guī)律等，統(tǒng)領(lǐng)和囊括生物學(xué)基本觀點(diǎn)和事實(shí)的概括性常識(shí)。

（二） 翻轉(zhuǎn)課堂。翻轉(zhuǎn)課堂（Flipped Class Model），也稱為“反轉(zhuǎn)課堂”“顛倒課堂”，即是將傳統(tǒng)教學(xué)中先知識(shí)傳授后知識(shí)內(nèi)化的次序進(jìn)行倒置安排。

二、 生物核心概念融入翻轉(zhuǎn)課堂的設(shè)計(jì)

在高中生物教學(xué)中，人教版必修二圍繞《遺傳和進(jìn)化》展開，在遺傳的分子層面的介紹中，DNA的相關(guān)計(jì)算是教學(xué)過程中的重點(diǎn)，又是學(xué)生理解的難點(diǎn)。在“DNA計(jì)算”環(huán)節(jié)，我設(shè)計(jì)了三段微課，分別介紹DNA計(jì)算的三個(gè)層面：

微課一：DNA分子堿基相關(guān)計(jì)算

微課重點(diǎn)回顧DNA的分子結(jié)構(gòu)，我們知道DNA通常由兩條反向平行的脫氧核苷酸鏈組成，讓同學(xué)們分組進(jìn)行總結(jié)：

子目標(biāo)一：在整個(gè)DNA分子中，互補(bǔ)堿基相等。即A=T、G=C。

子目標(biāo)二：在整個(gè)DNA分子中，兩個(gè)不互補(bǔ)堿基之和恒等，各占?jí)A基總數(shù)的50%，且不互補(bǔ)堿基之和的比值等于1。

即A+G=T+C；A+G=T+C=A+C=T+G=50%；

子目標(biāo)四：整個(gè)DNA分子與其子鏈之間

同學(xué)們?cè)谡系倪^程中會(huì)用到相關(guān)數(shù)學(xué)運(yùn)算，因此在不同小組之間，可能總結(jié)結(jié)果是不同的。

①整個(gè)DNA分子中互補(bǔ)堿基之和占總堿基的比例=每一條單鏈中互補(bǔ)堿基之和占該單鏈總堿基的比例。

A1+T1A1+T1+C1+G1=A2+T2A2+T2+C2+G2=A+TA+T+C+G

②整個(gè)DNA分子中某一堿基所占的比例=該堿基在每一單鏈中所占比例之和的一半。

A1A1+T1+C1+G1+A2A2+T2+C2+G2×12=AA+T+C+G

變通A1A1+T1+C1+G1+G1A1+T1+C1+G1×12=A1+G1A+T+C+G

總結(jié)金律：互補(bǔ)和相等；不互補(bǔ)和互倒。

微課二：DNA分子的復(fù)制相關(guān)計(jì)算

此微課包含兩個(gè)部分：一、通過動(dòng)畫展示，DNA分子復(fù)制過程的介紹，特別強(qiáng)調(diào)堿基互補(bǔ)配對(duì)使其更精確化；二、書中選學(xué)部分通過假說-演繹法的探究過程，了解其復(fù)制是半保留復(fù)制，在這個(gè)微課中，應(yīng)該補(bǔ)充材料，詳解此實(shí)驗(yàn)。各組相互討論，共同總結(jié)為：

子目標(biāo)一：1個(gè)DNA分子復(fù)制n次，后代就有2n個(gè)DNA分子，2n+1個(gè)脫氧核苷酸鏈，而保留原來親代DNA分子母鏈的子代DNA分子永遠(yuǎn)是2個(gè)，占2/2n；原來的2條母鏈占全部脫氧核苷酸鏈的比例為2/2n+1（即1/2n）。

子目標(biāo)二：1個(gè)DNA分子復(fù)制n次，后代就有2n個(gè)DNA分子，則需要從周圍環(huán)境中吸收組成2n-1個(gè)DNA分子的游離脫氧核苷酸。

子目標(biāo)三：一條DNA分子含有堿基T的數(shù)量為m，則該DNA復(fù)制n次后，形成子代DNA分子需要游離的堿基T的數(shù)量為（2n-1）×m。

子目標(biāo)四：若DNA分子中有堿基對(duì)n對(duì)，儲(chǔ)存遺傳信息的最大量為4n種。

總結(jié)金律：認(rèn)清關(guān)鍵詞“含/不含/只含”、“復(fù)制n次/復(fù)制第n次”“DNA分子條數(shù)/DNA分子鏈數(shù)”。

微課三：中心法則中的相關(guān)計(jì)算

通過FLASH動(dòng)畫來展示整個(gè)中心法則的過程，這里微課設(shè)置為靜音，要求同學(xué)們邊看視頻，邊用自己的語言描述：復(fù)制、轉(zhuǎn)錄及翻譯過程，及時(shí)按下暫停鍵，教師補(bǔ)充講解逆轉(zhuǎn)錄及RNA自我復(fù)制。師生共同總結(jié)目標(biāo)結(jié)論：

子目標(biāo)一：基因控制蛋白質(zhì)合成中（不考慮內(nèi)含子和終止密碼子）DNA中的堿基數(shù)：RNA中的堿基數(shù)：氨基酸數(shù)=6∶3∶1。

子目標(biāo)二：基因的內(nèi)含子轉(zhuǎn)錄出的RNA將被剪切，只有外顯子轉(zhuǎn)錄出的RNA才能被拼接為成熟的信使RNA。而A+T在DNA分子單鏈和雙鏈中所占比例相同，與轉(zhuǎn)錄出的RNA中的U+A所占比例也相同。

總結(jié)金律：至少二字不能少！

三、 結(jié)論與展望

智慧課堂的實(shí)踐中，翻轉(zhuǎn)課堂主要由課前的“教學(xué)視頻呈現(xiàn)”和“學(xué)習(xí)材料呈現(xiàn)”，課中“探究問題的確定”“教學(xué)情境的創(chuàng)建”“總結(jié)、評(píng)價(jià)與反饋”以及貫穿于課前和課中的“個(gè)性化指導(dǎo)”“自主探究”“協(xié)作學(xué)習(xí)”構(gòu)成，微課時(shí)長較短，學(xué)生可以利用碎片時(shí)間學(xué)習(xí)，具有可重復(fù)性，翻轉(zhuǎn)課堂大一個(gè)重要的核心概念分解成不同層面的知識(shí)點(diǎn)和子目標(biāo)來逐個(gè)擊破，減低了學(xué)習(xí)的難度，又加深了學(xué)生的印象，真正意義上把課堂還給了學(xué)生，讓學(xué)生有更多的思考空間，這樣才完善構(gòu)建了“教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體”的新課程理念。

參考文獻(xiàn)：

[1]Paul Dehart Hurd.New Direetions in Teaching[M].Chicago：Rand McNally&Company，1971.

[2]李高峰，張迎春.我國五個(gè)版本高中生物學(xué)教材《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》的核心概念的差異比較[J].生物學(xué)教學(xué)，2009，34（6）：12-15.

作者簡介：

郭麗麗，高清倉，王瑩，安徽省亳州市，亳州市第一中學(xué)。