高中生物學(xué)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)

宣艷紅

摘 要：運(yùn)用5E教學(xué)模式進(jìn)行DNA是主要遺傳物質(zhì)一節(jié)的教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：5E教學(xué)模式;科學(xué)探究

教材分析：本節(jié)內(nèi)容是對(duì)之前學(xué)的基因在染色體上、有絲分裂、減數(shù)分裂和受精作用的內(nèi)容緊密聯(lián)系，為后續(xù)學(xué)習(xí)DNA的復(fù)制奠定基礎(chǔ)，因此本節(jié)內(nèi)容起到承上啟下的作用。

教學(xué)重點(diǎn)：掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的原理和過(guò)程，和T2噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程，因?yàn)橹挥欣斫饬藢?shí)驗(yàn)原理和過(guò)程才能真正理解DNA是遺傳物質(zhì)。

教學(xué)難點(diǎn)：是掌握噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)原理和過(guò)程，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中涉及一些新穎的實(shí)驗(yàn)思路和復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，學(xué)生較難理解。

學(xué)情分析：學(xué)生在前面的學(xué)習(xí)中已經(jīng)掌握一些有關(guān)實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)和基本操作，比如同位素標(biāo)記技術(shù)，但是本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)中涉及到的一些復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)程是學(xué)生從未接觸過(guò)的，學(xué)生不易掌握。

教學(xué)策略：本節(jié)課的內(nèi)容是探究DNA是主要的遺傳物質(zhì)，由于實(shí)驗(yàn)室條件有限，學(xué)生不能進(jìn)行實(shí)際的操作，我準(zhǔn)備采用5E教學(xué)法這種探究式的教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)。5E教學(xué)法包括吸引、探究、解釋、遷移和評(píng)價(jià)五個(gè)環(huán)節(jié)[1]。

教學(xué)目標(biāo)：

生命觀念：理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)，少量的遺傳物質(zhì)是RNA。

科學(xué)思維：掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路。

科學(xué)探究：掌握肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)的過(guò)程以及加法原理和減法原理的應(yīng)用方法。

社會(huì)責(zé)任：能夠列舉出核酸檢測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

教學(xué)過(guò)程

引入環(huán)節(jié)：教師提問(wèn)學(xué)生如何能確定兩個(gè)人是否有血緣關(guān)系？學(xué)生回答親自鑒定。那親子鑒定的原理是什么呢？比對(duì)兩個(gè)人DNA的相似性。那為什么對(duì)比的是兩個(gè)人DNA的相似性，而不是對(duì)比其他物質(zhì)呢？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)提問(wèn)的方式，引導(dǎo)學(xué)生回憶起DNA是主要的遺傳物質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到探究遺傳物質(zhì)本質(zhì)的情景之中。

探究環(huán)節(jié)：教師提供資料1

早期，由于氨基酸多種多樣的排列順序，可能蘊(yùn)含著遺傳信息，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與此類似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，因此，人們認(rèn)為蛋白質(zhì)是遺傳物質(zhì)，后來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到DNA是由許多脫氧核苷酸聚合而成的生物大分子，但是DNA的結(jié)構(gòu)沒(méi)有清晰的了解，因此并沒(méi)有引起人們的注意。

隨著科學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)DNA的結(jié)構(gòu)有了一定的認(rèn)識(shí)，人們對(duì)遺傳物質(zhì)的本質(zhì)產(chǎn)生了爭(zhēng)議，實(shí)踐才是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在生物學(xué)中主要體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中。

設(shè)計(jì)意圖：提示學(xué)生不要將現(xiàn)存的觀點(diǎn)看作是真理，隨著科技的發(fā)展，會(huì)突破一些認(rèn)識(shí)的局限性，產(chǎn)生一些新的認(rèn)識(shí)。

教師提供肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的資料

教師提問(wèn)：格里菲斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？

學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)閱讀資料，思考問(wèn)題，

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)習(xí)格里菲斯的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生明確了生物體內(nèi)真的存在某種物質(zhì)，可以控制生物的遺傳，剛開始科學(xué)家將這種物質(zhì)命名為轉(zhuǎn)化因子，同時(shí)學(xué)生會(huì)思考怎么才能確定轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)呢，為接下來(lái)的學(xué)習(xí)做鋪墊。

S型菌中存在這蛋白質(zhì)、核酸等多種物質(zhì)，如何才能確定哪一種物質(zhì)是遺傳物質(zhì)呢[2]。同學(xué)們說(shuō)將S型菌中的蛋白質(zhì)、核酸分離開，分別與R型菌混合后給小鼠注射，通過(guò)觀察小鼠的生活狀態(tài)來(lái)確定遺傳物質(zhì)是什么。這種方法在今天完全是可行的，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組都特異性的加入了一種物質(zhì)，所用的原理是“加法原理”，即與常態(tài)相比，人為增加某種影響因素，但是在20世紀(jì)30年代時(shí)的提純技術(shù)還不能將細(xì)胞中的各種物質(zhì)進(jìn)行徹底的分離，科學(xué)家做了一個(gè)更為巧妙地實(shí)驗(yàn)

教師提供資料3：肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)

20世紀(jì)40年代，艾弗里和他的同事將加熱致死的S型細(xì)菌破碎后，設(shè)法去除絕大部分的糖類、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，制成細(xì)胞提取物。將細(xì)胞提取物加入有R型活細(xì)菌的培養(yǎng)基中，結(jié)果出現(xiàn)了S型活細(xì)菌，他們分別用蛋白酶、RNA酶或酯酶處理提取物，結(jié)果發(fā)現(xiàn)提取物仍具有轉(zhuǎn)化活性，用DNA酶處理后提取物就失去了轉(zhuǎn)化活性。

提問(wèn)：艾弗里的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀資料，回答問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)習(xí)艾弗里的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)同DNA是遺傳物質(zhì)，同時(shí)艾弗里巧妙地實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，也讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到發(fā)散思維的重要性，提醒學(xué)生不要被前任的思路所局限，要學(xué)會(huì)從多個(gè)角度分析問(wèn)題，解決問(wèn)題。

教師提供噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)的資料

提問(wèn)：噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀材料，的出結(jié)論

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)學(xué)習(xí)噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生更加肯定DNA是遺傳物質(zhì)。

解釋環(huán)節(jié)：學(xué)生明白了遺傳物質(zhì)本質(zhì)的探索過(guò)程，但是存在一些誤區(qū)，首先噬菌體侵染實(shí)驗(yàn)只能證明DNA是遺傳物質(zhì)，不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)，其次需要補(bǔ)充煙草花葉病毒的重建實(shí)例，說(shuō)明病毒只有一種核酸，病毒的遺傳物質(zhì)可能是RNA，學(xué)生理解DNA是主要的遺傳物質(zhì)。

遷移環(huán)節(jié)：人的遺傳信息主要分布在染色體上的DNA中。兩個(gè)隨機(jī)個(gè)體具有相同DNA序列的可能性微乎其微，因此，DNA可以像指紋一樣用來(lái)識(shí)別身份，這種方法就是DNA指紋技術(shù)，在現(xiàn)代刑偵領(lǐng)域中，DNA指紋技術(shù)發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，只需一滴血、一根頭發(fā)等樣品，刑偵人員就可以進(jìn)行DNA指紋鑒定。

評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)：本節(jié)課我主要通過(guò)讓學(xué)生填充表格的形式來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生。

教學(xué)反思：在“引入”階段，通過(guò)回憶舊知識(shí)，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入了探索遺傳物質(zhì)本質(zhì)的學(xué)習(xí)情景;在“探究”環(huán)節(jié)，通過(guò)閱讀DNA是主要遺傳物質(zhì)的科學(xué)史，變被動(dòng)接受為主動(dòng)學(xué)習(xí)，發(fā)展了學(xué)生的探究能力;在“解釋”環(huán)節(jié)，根據(jù)學(xué)生在探究環(huán)節(jié)所暴露出來(lái)的錯(cuò)誤概念進(jìn)行有針對(duì)的教學(xué)，幫助學(xué)生正確的把我所學(xué)的知識(shí);在“遷移”環(huán)節(jié)，列舉遺傳物質(zhì)本質(zhì)發(fā)現(xiàn)的實(shí)際作用，培養(yǎng)其社會(huì)責(zé)任。在“評(píng)價(jià)”環(huán)節(jié)，通過(guò)讓同學(xué)完成概念圖的方式，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。

參考文獻(xiàn)

[1]張新紅.5E教學(xué)模式在高中生物概念教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用—以“DNA復(fù)制”為例[J].中學(xué)生物學(xué)，2018，34（9）：14-17.

[2]李慧敏.“DNA是主要遺傳物質(zhì)”教學(xué)設(shè)計(jì)[J].生物學(xué)教學(xué)，2009，34（4）：25-26.