以《DNA的復制》為例淺談在高中生物課堂中創設情境提升科學思維的做法

黃潔鵬

根據生物學學科核心素養的內容，科學思維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。因此，教師可以在課堂中可以通過創設情境培養學生解決問題的能力，提升科學思維。但是情境必須貼合學情，過濫、過度、過于花哨或過于平庸的情境充斥著課堂，就像"沼澤"一樣，表面綠意融融，實則遍布陷阱，情境創設已完全變味走調，失去了應有的價值[1]。生物學科也是如此，教學情境應該具有真實、理蘊、合適、情深、意遠等特點[2]。下面我就《DNA的復制》為例淺談在新授課課堂中創設情境提升學生科學思維的幾點做法：

一是引用課本內容，畫過程建基礎。結合課本中“Watson 和 Crick——DNA在復制前氫鍵斷開，兩條鏈松開、分離，然后每條鏈作為形成自己新鏈的模板，最后我們從原先僅有的一對鏈得到了兩對鏈，而且準確地復制了堿基序列。”的猜想。教師展示猜想后組織學生用不同顏色的粉筆代表親子代鏈，描繪大致的復制過程。不僅更為直觀地呈現了課本的內容，也為本節課的重點內容——DNA的半保留復制做好鋪墊，為理解“Meselson和Stahl探究大腸桿菌DNA復制方式的實驗”奠定基礎。

二是組織小組活動，講過程習新知。在引導學生大致理解同位素標記法、密度梯度離心技術后，可以利用學案讓學生以小組為單位梳理課本的實驗過程，主要區分半保留復制、全保留復制、彌散復制的實驗結果。之后由小組代表分享小組對于大腸桿菌DNA復制過程的猜想結果的分析，通過小組合作的形式加強對課本實驗過程的理解。小組匯報的形式調動了學生的興趣，也強化了重點內容的理解。在此環節中，由于課本的實驗較為微觀，因此教師可在討論前進行適當的點撥，例如學生理解了同位素標記法、密度梯度離心技術之后，適當講解15N-15NDNA、15N-14NDNA、14N-14NDNA在離心管中的分布情況，之后再進行小組學習，將能適當降低難度，提高課堂效率。

三是借助實驗支撐，辯結果得結論。本節課的實驗由于技術限制不能進行實操，因此借助相關科學實驗，引導學生如何從結果引出結論，培養學生的實驗分析能力，顯得尤為重要。例如DNA復制的條件，教師可以引用相關科學實驗創設問題，引導學生歸納出DNA復制所需的條件。例如引用以下兩個實驗，“實驗1：1956年，Roger David Kornberg將大腸桿菌中抽提液中提取出的DNA聚合酶加入到具有4種豐富的脫氧核苷酸（放射性同位素標記）的人工合成體系中。結果：試管中不能合成DNA分子。實驗2：在上述試管中加入了少量DNA分子和ATP，培養在適宜的溫度條件下。一段時間后，測定其中DNA的含量。結果：試管中DNA的含量增加了。提純這些DNA分子并測定其堿基組成，發現它們同模板DNA極其相似。”學生在分析實驗過程和結果之后，則可以明確DNA復制所需的大致條件。在此過程中，不僅創設了教學情境讓學生更為真實感受科學實驗的過程，也增強了學生分析實驗、提取信息、歸納總結的能力。

四是體驗物理模型，同討論共進步。對于微觀物質，如果能借助生物教學上常用的物理模型模型讓學生進行體驗，通過直觀感受物質的變化，這對于初步接觸DNA的復制的學說來說，能起到加深印象的作用。教師可為每個小組準備一盒脫氧核苷酸模型和一個雙鏈DNA，小組參照課本DNA復制的基本過程，復制出兩個DNA。在此過程中，學生相互指正，共同進步。

根據《普通高中生物課程標準的設計思路和主要特點》，倡導學生對學習內容有深入的理解和思考以獲得高層次的認知能力[5]。我想創設情境教學將能在一定程度上達到這個目標。教學情境是一種特殊的環境，是教學的具體情景的認知邏輯、情感、行為、社會和發展歷程等方面背景的綜合體[4]，通過情境的串聯也將會推動學生科學思維的發展。

參考文獻：

[1]丁國英.走出情境創設的“沼澤地”[J].教學月刊社.2007（3）.

[2]譚永平.試論中學生物學教材和教學中的情境創設.人民教育出版社課程教材研究所.北京

[3]劉恩山.普通高中生物課程標準的設計思路和主要特點[J].生物學通報.2003（6）：1-2

[4]耿莉莉.吳俊明.《深化對情境的認識，改進化學情境教學》