学讲课堂实录设计和制作DNA分子双螺旋结构模型.doc

【学讲课堂实录】设计和制作DNA分子双螺旋结构模型徐州高级中学 王静 教学指导思想及教学思路一、教学指导思想其一，孔子的教学思想。（1）伟大的教育家孔子说：“不愤不启，不悱不发，举一隅，不以三隅反，则不复也。”教学事必先让学生认真思考，教师的启发是在学生思考的基础上进行的，启发之后，应让学生再思考，获得进一步的领会。（2）孔子把“学而知之”作为教学的根本指导思想。学是求知的惟一手段，知是由学而得的。孔子还说：“学而不思则罔，思而不学则殆。”并强调学习知识要“学以致用”。其二，陶行知的教学思想。“教学做合一”，要在做上教，在做上学。“教学做合一”是教育法，教的方法要根据学的方法，学的方法要根据做的方法，教与学都要以做为中心。其三，布鲁纳的教学思想。（1）布鲁纳的认知结构教学理论。布鲁纳认为，教育主要是“培养学生的操作技能、观察技能、想象技能以及符号运算技能”。鼓励学生发现自己猜想的价值和可修正性，以实现试图得出假设的激活效应；培养学生运用心智解决问题能力的信心；培养学生的自我促进。（2）布鲁纳的发现教学方法。布鲁纳认为，学生的认知发展主要是遵循其特有的认识程序。学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。教师的角色在于创设可让学生自己学习的环境，而不是提供预先准备齐全的知识。使用发现法，强调学习过程，强调直觉思维，强调内在动机，强调信息提取。其四，“翻转课堂”教学模式。“翻转课堂”的特点之一为“重新建构学习流程”。通常情况下，学生的学习过程由两个阶段组成：第一阶段是“信息传递”，是通过教师和学生、学生和学生之间的互动来实现的；第二个阶段是“吸收内化”，是在课外由学生自己来完成的。“翻转课堂”对学生的学习过程进行了重构。“信息传递”是学生在课前进行的，老师可以及时辅导；“吸收内化”是在课堂上通过互动来完成的，教师能够提前了解学生的学习困难，在课堂上给予有效的辅导，同学之间的相互交流更有助于促进学生知识的吸收内化过程。翻转课堂的推动，要打破现有的谁是教师，就由谁来评价学生的学习状况的传统做法，建立一种新型的评价机制。二、教学思路DNA分子的双螺旋结构是分子领域的知识，这部分知识比较抽象，学生较难掌握。本节课通过让学生设计和制作DNA分子双螺旋结构模型，旨在帮助学生理解DNA分子的结构及其特点。三、理论依据江苏省普通高中生物课程标准教学要求。四、教学特色1.从分子水平了解遗传物质的结构特点。2.引导学生充分了解DNA分子的基本组成单位和DNA分子结构的主要特点。3.促进DNA双螺旋结构空间构象的形成，这样学生既有形象直观的认识，又有抽象的理解，为进一步理解DNA分子如何储备大量的遗传信息打下基础。4.实验过程完全以学生自主学习为主。实验教学分析一、教学重点设计和制作DNA分子双螺旋结构模型。二、教学难点体现DNA分子的平面结构和立体结构。三、主要教学策略本节实验课采用了独立学习与小组学习策略，竞争与合作学习策略。教师课前布置学习任务，学生先自行思考设计和制作DNA分子双螺旋结构模型的方案；然后教师引导学生充分开展小组合作学习，并以小组为单位在课前准备好制作模型所需要的材料；学生课上进行模型的拼装和展示、说明，小组之间进行点评。教师在整个过程中给予及时、恰当的指导和帮助。制作模型的过程也是一个知识内化的过程。本实验注重联系学生的生活实际，利用常见且成本较低的材料。充分调动了学生自主学习的积极性，点燃了学生动手操作的热情。教学目标一、知识性目标通过设计DNA分子双螺旋结构模型的制作方案，加深学生对DNA分子结构特点的理解和认识。二、技能性目标通过制作DNA分子双螺旋结构模型，培养学生的动手操作能力。三、情感性目标交流讨论DNA分子双螺旋结构模型制作过程中需要注意的问题，进一步养成学生的小组合作学习习惯，培养学生的审美能力。教学准备学生要在课前积极思考，并充分开展小组合作学习，设计好制作模型的方案，准备好制作模型需要使用的各种材料。教学过程一、教学步骤1.学生小组内交流讨论设计方案师：课前已经让大家自己先设计好制作DNA分子双螺旋结构模型的方案，下面请大家在小组内交流自己的设计方案，最后以小组为单位提供一个组内普遍认可的方案。生：小组内交流讨论。师：在小组间巡视，给予帮助。2.每个小组派代表向全班汇报本组的主要设计方案师：请各个小组简要说明自己的设计方案。小组1：我们组选取橡皮泥和回形针作为主要材料来制作DNA分子双螺旋结构模型，色彩鲜艳，标示明显。小组2：我们组选取食物来制作DNA分子双螺旋结构模型，因为食物很好取材，成本也很低，有些食物还有特殊颜色，能体现出各个结构，还有一大优势就是剩下的食物还可以吃。（偷笑）小组3：我们组是用人来做的模型，先保密，一会儿再给大家惊喜！（全班大笑）小组4：我们组想制作DNA分子双螺旋结构模型如何能够创新呢？于是我们想到如果能体现出DNA分子的解旋，将会使大家眼前一亮。我们发现拉链可以体现这一特点，并以此为突破点，用纯手工制作模型。3.小组合作制作DNA分子双螺旋结构模型师：刚才各个组都已经把自己的设计方案向大家做了汇报，下面就请每个小组全员合作，快速的把你们的模型制作完成。生：小组全体成员合作完成模型制作。师：在小组间巡视，给予帮助。4.交流展示，自评互评师：现在就请各个小组把成果展示给大家，并要介绍出本组模型的特点。小组1：我们组用橙色的橡皮泥表示磷酸；用红色的橡皮泥表示脱氧核糖，而且两条链中放置的方向不同，体现出了平行且反向的特点；用粉色、黄色、紫色和绿色的橡皮泥分别表示A、T、G、C四种碱基；再用不同颜色的回形针表示出五号碳，以及磷酸二酯键、氢键等。其中要特别注意五号碳的表示，以及氢键的数量表示，A和T之间是2个氢键，G和C之间是3个氢键。我们的模型最大的特点就是各个结构表示的非常清楚，并且色彩鲜艳，带着大家进入了一个童话般的世界，我们把模型命名为“童话王国”。但是我们的模型的缺点就是只能体现出DNA分子的平面结构，而不能体现出它的立体结构。第一组：童话王国实验设计思路实验 材料、用具制作过程说明成果展示自我反思教师建议用不同颜色的橡皮泥捏成不同的形状，代表脱氧核糖核苷酸的各个组成成分；用不同颜色的回形针代表各种化学键。橡皮泥回形针剪刀胶带白板红色的橡皮泥做成五边形，代表脱氧核糖；橙色的橡皮泥做成圆形，代表磷酸；四种颜色的橡皮泥做成长方形，分别代表四种碱基A、G、C、T；黄色回形针代表氢键；其他部分用蓝色回形针连接。左右两条单链的摆放要平行且反向；注意遵循碱基互补配对原则。优点：可以展示DNA的平面结构。色彩鲜艳，充满童趣。缺点：无法展示DNA的立体结构。改进方案：将橡皮泥固定在同一形状的泡沫板上，并把模型做成双螺旋结构，这样既能看到平面结构，又能看到立体结构。此组制作的模型没有体现出DNA分子的立体结构。小组2：我们组的模型叫“舌尖上的DNA”。（全班“哇” ）我们用大樱桃表示磷酸；用苹果刻成五边形表示脱氧核糖，也注意到了两条链的平行且反向的问题；用西瓜皮刻成A、T、G、C的形状表示四种碱基，四种碱基的雕刻很不容易，着实费了我们不少功夫；（助手举起来向全班同学展示，全班“哇”+掌声）我们用牙签表示各种化学键，比如碱基中间用牙签表示氢键，A和T之间是2个氢键，G和C之间是3个氢键。我们模型的最大优点就是可以吃，（全班笑声）但是我们和第一组一样，也不能体现出DNA分子的立体结构。其他组某学生：你们做的太短了吧？就是碱基对的数目太少了吧？我查过资料，应该做10个碱基对比较好。很多学生：为什么？其他组某学生：DNA双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸对，双螺旋总处于能量最低状态。若正常DNA双螺旋额外的多转或少转几圈，使每转一圈的核苷酸数目大于或小于10，就会出现双螺旋立体结构的改变，在DNA分子中产生额外的张力。（掌声）第二组：舌尖上的DNA实验设计思路实验 材料、用具制作过程说明成果展示自我反思教师建议灵感来源于“舌尖上的中国”，用各种不同的果蔬制作出脱氧核糖核苷酸的各个组成成分。樱桃苹果西瓜土豆小番茄胡萝卜紫薯笋瓜等果蔬牙签白板小刀苹果做成五边形，代表脱氧核糖；樱桃代表磷酸；西瓜皮分别雕刻成四种碱基A、G、C、T的形状；牙签代表化学键。左右两条单链的摆放要平行且反向；注意遵循碱基互补配对原则。优点：可以展示DNA的平面结构。材料唾手可得，形象直观，做完即可食用。缺点：无法展示DNA的立体结构。存放时间短，牙签容易脱落。改进方案:可用弹性较好的塑料棒代替牙签，将塑料棒两端做成钩子，使苹果等结构不易脱落。此组制作的模型没有体现出DNA分子的立体结构。DNA双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸对。此组制作的模型中只有4个核苷酸对，需要改进。脱氧核糖中的五号碳没有体现。（小组3全体成员及其他组个别成员，共计10人，用人体组装模型）小组3：我们组的模型绝对高大上，我们还有一个响亮的名字叫“superman组合”。（全班笑声）我们用乒乓球拍表示磷酸；用身上的五边形卡纸表示脱氧核糖，我们两排同学一排面向大家，一排面向黑板，表示出了DNA分子两条链的平行且反向的特点；我们用胳膊上的长方形卡纸表示A、T、G、C四种碱基；用卷起来的纸棒表示氢键及数量；用胳膊的弯曲表示出五号碳；用腿表示出磷酸二酯键的部分结构。（全班同学不约而同的喊“旋转、旋转” ）呵呵，这个还真转不了。第三组：superman组合实验设计思路实验 材料、用具制作过程说明成果展示自我反思教师建议用人体作为最主要的模型工具。人卡纸乒乓球拍身体代表脱氧核糖，正面、背面站立体现DNA分子的两条单链平行且反向；乒乓球拍代表磷酸；左胳膊上贴上彩色卡纸，分别代表四种碱基A、G、C、T；纸棍作为氢键；胳膊和腿用做各种连接结构。注意遵循碱基互补配对原则。优点：可以展示DNA的平面结构。创意极佳，胳膊和腿的使用绝佳，并能借助楼梯进行展示。缺点：无法展示DNA的立体结构。此组制作的模型没有体现出DNA分子的立体结构。DNA双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸对。此组制作的模型中只有5个核苷酸对，需要改进。小组4：请大家看我们的纯手工制作的DNA分子双螺旋结构模型，我们把它命名为“家乡美”。在这里要特别感谢我们组的两位女生，是她们一针一线的缝制出了我们组的模型。我们用蓝色的扣子表示磷酸；用玫红色的五边形布包表示脱氧核糖，我们也注意了平行且反向的问题；用四种不同颜色的长方形布包表示A、T、G、C四种碱基；用编好的绳子表示五号碳、磷酸二酯键等；用粗的水彩笔在拉链上画出氢键，当然要特别注意氢键的数目；两条单链上各有一个游离的磷酸。下面请我的两个助手旋转一下，展示出DNA分子的立体结构。（两位助手展示DNA分子的立体结构）我们组的创新之处在于，当我们把拉链拉开的时候就能够体现出解旋，（两位助手拉开拉链）实际上DNA分子是边解旋边复制的，而且可以从多个点开始，别的组你们能解旋吗？（自豪的微笑）其他组某学生：你们刚才旋转体现立体结构的时候，为什么右手向右旋左手向左旋，而不反过来旋转？小组4：这个我们查过资料。一般DNA的二级结构分为两大类：一类是右手螺旋，如A-DNA和B-DNA，其中B-DNA是最常见的；另一类是左手螺旋，如Z-DNA。而我们刚才的旋转方式就体现的是右手螺旋。（掌声）第四组：家乡美实验设计思路实验 材料、用具制作过程说明成果展示自我反思教师建议根据家乡特色制作布艺DNA，利用布料和绳子制作出各种形状，体现出脱氧核糖核苷酸的各个组成成分。布包扣子绳子拉链线红色五边形布包代表脱氧核糖；圆形扣子代表磷酸；四种颜色的长方形布包代表四种碱基A、G、C、T；拉链上画上氢键数目（还可体现解旋）；编好的绳子用作各种连接结构。左右两条单链要平行且反向；注意遵循碱基互补配对原则。优点：可以展示DNA的平面结构和立体结构。并能体现解旋。形象直观，柔软可旋转。此模型在两条单链上、下辅助了2根棍子，用来保持双链的平行，这样模型就方便旋转了。而且体现出了当地的传统手工布艺特色。师：展示教具模型师：请大家总结一下DNA分子的结构特征。多个学生总结：1.DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋成双螺旋结构。2.DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。3.两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。5.总结：学生能够积极开动脑筋，大胆想象，利用所学知识和身边可以找到的各种材料，设计和制作DNA分子的双螺旋结构模型，且效果显著，实验很成功。二、教师的组织和引导课前布置学生先自行思考设计和制作DNA分子双螺旋结构模型的方案，并以小组为单位交流讨论DNA分子双螺旋结构模型的制作方案，准备好相关实验材料。课上指导学生进一步交流讨论设计和制作方案，并在学生制作模型的过程中给予及时恰当的指导和帮助。制作完成后，学生展示各自小组的成果，再由其他小组同学来评判，找出优缺点，提出改进意见。三、教学意图制作模型的过程也是一个知识内化的过程。本实验注重联系学生的生活实际，利用常见且成本较低的材料制作DNA分子双螺旋结构模型。充分调动了学生自主学习的积极性，点燃了学生动手操作的热情。问题研讨问题1：学生在制作模型的过程中很难能兼顾平面结构和立体结构，所以可以让学生有所选择，各有侧重点。问题2：学生对脱氧核糖5号碳的表示，以及各种化学键（如氢键、磷酸二酯键）的表示可能会出现问题，教师应给予及时的指导和帮助。问题3：DNA分子双螺旋结构中，一般每转一圈有10个核苷酸对，教师应指导学生注意核苷酸对的数量。名师点评（徐州一中郭军英老师）王静老师执教的设计和制作DNA分子双螺旋结构模型一节课，从“激发学习兴趣明确学习目标小组合作学习组间交流展示完善知识结构拓展延伸训练”几个环节，落实了“学讲计划”中的“自主先学、小组讨论、交流展示、质疑拓展、检测反馈、小结反思”的课堂教学的基本环节，教学