“肺炎雙球菌的轉化實驗”的教學創新

趙瑞芬

摘 要 在“肺炎雙球菌的轉化實驗”教學中，制作微視頻導入新課，通過挖掘科學史和建構模型創新教學過程，改編生物歌曲進行課堂總結，有效落實課程理念和發展學生核心素養。

關鍵詞 微視頻 科學史 模型建構 核心素養

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

“肺炎雙球菌的轉化實驗”作為證明DNA是遺傳物質證據的經典實驗之一，一直備受師生的重視。為利用該內容的教學，讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點以及解決問題的思路和方法，筆者進行了創新，取得了理想效果，有效落實了課程理念，發展了學生核心素養。

1 制作微視頻，展示探究歷程

肺炎雙球菌的轉化實驗是“DNA是主要的遺傳物質”第一課時的教學內容，考慮讓導入既激發學生興趣又起到引入課題的作用，筆者經過反復思考，決定自制微視頻展示探究歷程導入新課。筆者收集了探索遺傳物質的過程中眾多科學家的研究成果，濃縮成2 min的視頻腳本。視頻首先從DNA雙螺旋結構的動態螺旋切入，再顯示諾貝爾獎史上的幾十次頒獎與核酸有關，以吸引了學生的注意。接著按時間軸展示從米歇爾發現核酸，科賽爾證明DNA和RNA的存在，到萊文的“四核苷酸假說”，直至人們否定核酸是遺傳物質，猜測蛋白質是遺傳物質。然后畫面一轉，探索遺傳物質之路迎來轉折點，20世紀50年代人們終于接受了“DNA是遺傳物質”的觀點。該視頻不僅初步展示了科學探究歷程，還激起學生探究的欲望，順利將學生帶入到對新知識的探求中。

2 挖掘科學史，培養理性思維

“理性思維”是生物核心素養之一，是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。科學史是培養學生理性思維的有效路徑，“肺炎雙球菌的轉化實驗”涉及嚴密的邏輯思維過程，但教材限于篇幅只介紹了格里菲思和艾弗里的實驗過程。為了讓學生在尊重事實和證據基礎上運用科學的思維方法認識事物，筆者對肺炎雙球菌的實驗過程進行了挖掘，特別是格里菲思和艾弗里實驗之間的演進，本身蘊含了嚴密的理性思維過程。教師將這一演進按邏輯順序呈現就是引導學生進行思維的過程。

在格里菲思的肺炎雙球菌轉化實驗之后，很多人重復了他的實驗，也做出過各種猜測。例如幾種典型猜想如下：

（1） R型細菌突變成S型細菌（偶然性）；

（2） 活R型細菌使S型細菌“死而復活”；

（3） 死的S型細菌刺激小鼠體內產生免疫物質，后者刺激R型細菌突變成了S型細菌；

（4） 加熱殺死的S型細菌中“某物質”進入了活R型菌，使之轉化為活S型細菌。

排除第一種猜想比較容易，如何否定上述第二、三種猜想，使學生的目光聚焦于第四種猜想？教師和學生對此都有困惑，但實際教學中很少有人去研究這個問題。筆者通過查閱資料，了解到其中的研究歷程：在格里菲思發布了肺炎雙球菌轉化實驗的成果之后，引起了美國洛克菲勒研究所艾弗里及其團隊的關注。在洛克菲勒研究所的實驗室，艾弗里的同事道森與阿洛維先后重復了格里菲斯的實驗，具體過程如下：

（1） 道森等成功地在體外進行了轉化實驗：只在培養皿中也能使R型菌轉化成S型菌，不需要以小鼠為媒介。——否定了小鼠體內免疫物質誘導的解釋。

（2） 阿洛維將活R型菌和S型菌的無細胞提取液（不是完整細胞）混合，培養皿中仍長出了S型菌。——否定了活R型菌以某種方式使加熱殺死的S型菌“復活”。這說明了S型菌提取物中含有某物質（轉化因子），使R型菌發生轉化。

通過挖掘科學史，學生順利從格里菲斯實驗的學習過渡到艾弗里的實驗，既符合科學事實，又培養了學生的理性思維習慣。

3 注重實踐，嘗試模型建構

新課程高度關注教學過程中的實踐經歷，“重實踐”強調學生學習的過程是主動參與的過程，教師既要讓學生參與動手活動，又要讓學生積極地融入涉及動腦的環節。對于艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗，在教學中，大多數教師采用課件講解的方式。筆者運用模型建構思想，給學生提供了一系列卡片（包括活R型菌、加熱殺死的S型菌，培養皿（基）、DNA、蛋白質、多糖、RNA、DNA水解酶等），讓學生在白板上構建模型來模擬艾弗里的實驗過程，學生興趣盎然、參與度高。模型建構的活動，既落實了“重實踐”的課程理念，又讓學生體驗了科學家的研究過程。

4 總結有新招，改編生物歌曲

在課堂總結階段，筆者沒有采用常規總結方式，而是采用改編的生物歌曲進行總結，收到極好的效果。教師用《暖暖》歌曲的歌詞改編了一首“肺炎雙球菌轉化之歌”，將學生演唱作為背景音樂，再與格里菲思和艾弗里的肺炎雙球菌轉化實驗過程一起錄制成視頻，在課堂總結環節播放，不僅起到鞏固總結的作用，還讓學生感到新穎有趣，進一步激發了學生學習生物學的興趣，此外這首歌曲可以作為教學資源反復使用。

曾有專家指出：一名優秀教師與一般教師的不同就在于他具有獨特的教學藝術和教學風格，而根本上是因為他具有創新精神和創新能力。教師只有在教育教學中不斷創新了才能培養學生的創新精神和創新能力。