主體參與情景下的《DNA分子的結構》教學設計

趙艷玲

一、教學目標

1.知識目標：概述DNA分子結構的主要特點。

2.能力目標：制作DNA雙螺旋結構模型，進行遺傳信息多樣性原因的探究。

3.情感目標：認同合作探究在科學研究中的重要性，體驗科學探索要有鍥而不舍的精神。

二、教學重難點

1.DNA分子結構的主要特點；

2.制作DNA雙螺旋結構模型。

三、教學準備

DNA分子結構模型組件、多媒體課件。

四、教學過程

（一）創設情境，導入新課

教師展示沃森和克里克的圖片，提出問題：同學們，你們知道這兩位科學家嗎？讓學生自主討論，然后導入新課：“他們就是因研究DNA而獲得諾貝爾獎的沃森和克里克。今天就讓我們一起來重溫他們的研究過程，構建DNA模型并探究DNA分子的結構特點?！?/p>

（二）建構模型，探究新知

1.模型建構

教師展示資料1：20世紀30年代，科學家認識到組成DNA分子的單位是脫氧核苷酸，且每個脫氧核苷酸是由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基構成的。

提出問題：依據這則資料，你能試著構建出脫氧核苷酸的結構模型嗎？

【模型建構1】：脫氧核苷酸。

請一位同學展示所構建的脫氧核苷酸模型，教師點評。

教師展示資料2：DNA是由一個個脫氧核苷酸連接而成的長鏈構成的。

提出問題：一個個脫氧核苷酸怎么連接成長鏈呢？

【模型建構2】：脫氧核苷酸鏈。

讓學生兩人一組，利用剛才完成的脫氧核苷酸模型，分組試著構建脫氧核苷酸鏈模型。

教師展示資料3：奧地利著名生物化學家查哥夫研究得出：腺嘌呤（A）的量=胸腺嘧啶（T）的量，鳥嘌呤（G）的量=胞嘧啶（C）的量。

提出問題：四種堿基之間的數量關系怎么解釋呢？分析剛才所建構的模型，討論應構建怎樣的模型才能在任何情況下都符合這樣的科學事實？

【模型建構3】：DNA雙鏈。

教師引導：模型的建構是否正確，需要通過科學的檢驗來確認。DNA原型是怎樣的呢？

教師展示資料4：英國科學家威爾金斯和富蘭克林提供的DNA的X射線衍射圖譜。

提出問題：科學家從圖譜中推算出DNA應呈螺旋結構，你們的模型符合嗎？應如何修改才能體現DNA的雙螺旋結構呢？

【模型建構4】：DNA雙螺旋結構。

學生進一步完善構建的DNA雙鏈結構，形成雙螺旋結構。教師請完成得好的學生展示他們的模型，并給予肯定和鼓勵，讓學生體會成功的快樂，激發學生自主探究的主動性、積極性。

2.模型分析

【模型分析1】：教師展示PPT課件，請學生觀察DNA分子的結構模型，討論：（1）DNA分子中，外側由什么連接而成？內側是什么？（2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規律？（3）構成DNA的兩條鏈有怎樣的關系？學生依據模型分析討論，得出答案，教師點評、補充。

【模型分析2】：請四位學生將各組的堿基對排列順序寫在黑板上，請其他學生比較不同組學生構建的DNA模型，分析不同組的DNA模型有什么相同點和不同點，探究堿基對數量（n）和堿基對排列方式的關系，建立數學模型。

引導學生思考：DNA作為主要的遺傳物質，其遺傳信息蘊藏在哪？

教師總結：通過以上分析可知，堿基對的排列順序是千變萬化的，堿基對排列順序的千變萬化構成了DNA分子的多樣性。

（三）小結新知（略）

（四）作業布置

以本節課構建的模型為基礎，探究DNA是如何完成復制，形成兩個基本完全相同的DNA分子的。

五、教學反思

本節課將“DNA分子雙螺旋結構模型的建構”這個驗證性實驗大膽地改為探究性實驗，將建構DNA結構模型的過程以“基本單位——單鏈——平面雙鏈——立體空間結構”的步驟逐步分解，由簡單到復雜，符合學生的認知規律，有利于學生理解脫氧核苷酸和DNA的結構。以DNA分子雙螺旋結構模型為依托開展一系列探究活動，大大提高了學生的學習興趣。

整節課中，學生跟隨教師提供的資料，主動參與探究過程。教學時，教師應留給學生更多的空間展示自己，讓學生在充滿情感的、和諧的課堂氛圍中，在老師和同學的鼓勵和欣賞中認識自我、找到自信，體驗成功的樂趣，進而使學生的主體地位得到充分體現。

（責任編輯黃春香）endprint