“互聯(lián)網(wǎng)+”時代優(yōu)質(zhì)教育資源的實踐探索

李彥清

【摘要】本文通過“DNA分子的結(jié)構(gòu)”一節(jié)的課堂教學(xué)典型案例的呈現(xiàn)，初步嘗試利用寧夏教育資源公共平臺教學(xué)助手、希沃白板、希沃助手、QQ影音等軟件完成交互式課件的制作，旨在開發(fā)優(yōu)質(zhì)教育資源，為中學(xué)生物教學(xué)在“互聯(lián)網(wǎng)+”時代提供借鑒和參考。

【關(guān)鍵字】交互式;高中生物;DNA分子的結(jié)構(gòu)

近幾年，隨著基礎(chǔ)教育信息化進程的不斷推進，“互聯(lián)網(wǎng)+”教育也得到了廣大教育工作者的廣泛關(guān)注。在課堂教學(xué)中將微課在線學(xué)習(xí)、智能檢測、課后作業(yè)等與希沃軟件結(jié)合在一起，不僅增加了學(xué)生的操作性體驗，還有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。云校家教學(xué)助手就非常實用。高中生物教材中涉及許多概念、微觀結(jié)構(gòu)、復(fù)雜生命活動，都是造成學(xué)生理解困難的因素，將這些內(nèi)容制成微課，可以讓學(xué)生課后自主學(xué)習(xí)并加深對知識點的理解。

1 ? 教材內(nèi)容分析

“DNA分子的結(jié)構(gòu)”是普通高中課程標準實驗教科書（人教版）生物必修2《遺傳與進化》第3章第2節(jié)內(nèi)容，它由DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點及制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型三部分內(nèi)容構(gòu)成。DNA分子的結(jié)構(gòu)是高中生物遺傳部分的基礎(chǔ)內(nèi)容，是在學(xué)生學(xué)習(xí)了“遺傳因子的發(fā)現(xiàn)”和“基因和染色體的關(guān)系”以后，從分子層面認識遺傳的本質(zhì)，為后面學(xué)習(xí)DNA分子的復(fù)制、基因的表達、基因突變等內(nèi)容打下理論基礎(chǔ)。

2 ? 教學(xué)設(shè)計思路

新課標理念下的高中生物教學(xué)要在“面向全體學(xué)生”的基礎(chǔ)上“提高學(xué)生的核心素養(yǎng)”，采取多種教學(xué)形式，重視“探究性學(xué)習(xí)”，“注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系”，使學(xué)生達成知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的協(xié)調(diào)一致。

基于這個理念，在設(shè)計這節(jié)課時，我并沒有按照教材中的順序：先介紹沃森和克里克構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的研究歷程，再概述DNA分子結(jié)構(gòu)的特點，最后讓學(xué)生動手嘗試建構(gòu)DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)，加深對DNA分子結(jié)構(gòu)特點的理解。而是將科學(xué)史和模型構(gòu)建結(jié)合起來激發(fā)學(xué)生對“DNA分子的結(jié)構(gòu)”的主動探究與理性思考。引導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)家的實驗展開分析、研究、預(yù)測，在探究中發(fā)現(xiàn)科學(xué)家曾經(jīng)遇到的問題，并積極思考如何解決。依據(jù)所學(xué)，逐步探究如何構(gòu)建脫氧核苷酸、單鏈、平面雙鏈、立體空間結(jié)構(gòu)，從而一步一步地構(gòu)建出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。通過探究構(gòu)建模型的過程，學(xué)生就會自然地了解DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的基本內(nèi)容，同時還體驗了科學(xué)家的研究歷程，能夠?qū)W習(xí)到科學(xué)家善于捕獲分析信息和嚴謹?shù)乃季S品質(zhì)及持之以恒的科研精神。然后以構(gòu)建好的DNA模型為依托，讓學(xué)生根據(jù)老師提出的問題分析模型、主動探究得出DNA結(jié)構(gòu)的有關(guān)知識，再由學(xué)生總結(jié)出DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點。由于考慮到這個模型可以很好的解答遺傳信息多樣性，所以最后讓學(xué)生比較不同的DNA分子結(jié)構(gòu)，分析探究得出DNA分子多樣性的原因。

3 ? 課堂實錄呈現(xiàn)

導(dǎo)入：播放視頻《啥是佩奇》，激發(fā)學(xué)生興趣。

師：視頻中這位淳樸的農(nóng)村老人在不經(jīng)意間其實運用了生物學(xué)研究的一種方法：模型構(gòu)建。請同學(xué)們回憶模型的分類有哪些？

生：物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型

師：剛視頻中的佩奇屬于物理模型。下面我們一起一起對照物理模型構(gòu)建的一般步驟回憶視頻中的細節(jié)：①明確問題;②收集信息;③確定建模的材料和用具;④制作模型;⑤檢查和修正;

過渡：今天這節(jié)課我們學(xué)習(xí)DNA分子的結(jié)構(gòu)，來親自體驗DNA雙螺旋模型的構(gòu)建。

新課：

一、DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建：

師：1962年美國生物學(xué)家沃森、英國物理學(xué)家克里克和威爾金斯因發(fā)現(xiàn)DNA的結(jié)構(gòu)而榮獲諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎，故事的起因要從1951年說起，英國生物物理學(xué)家威爾金斯在一次會議上展示了一張DNA的X衍射圖譜，給沃森留下極其深刻的印象。同年秋天，他遇到了同樣對DNA結(jié)構(gòu)著迷的克里克。相同的學(xué)術(shù)愛好和不同的知識背景，讓兩個年輕人走到一起，為后人創(chuàng)造了一段佳話。就讓我們回到當(dāng)時那個年代，跟隨科學(xué)家的腳步一起去構(gòu)建DNA分子的結(jié)構(gòu)模型。

【學(xué)生活動一】構(gòu)建4種脫氧核苷酸模型：

資料1：當(dāng)時，科學(xué)界對DNA的認識是：DNA是以4種脫氧核苷酸為單位連接而成的長鏈，這4種脫氧核苷酸分別含有A、T、C、G4種堿基。1930-1934年，美國科學(xué)家列文證明了堿基與糖類可結(jié)合成核苷，核苷中的糖再與磷酸相連接形成核苷酸。

要求：根據(jù)課前發(fā)放在云校家“課前導(dǎo)學(xué)”里的資料1嘗試4人小組利用教具，拼接完成4個不同的脫氧核苷酸。并在紙上標出相應(yīng)的名稱。

師生互動：（利用希沃助手中的拍攝投屏功能將各小組的模型照片發(fā)到屏幕上）找出錯誤并改正。

【學(xué)生活動二】：建構(gòu)脫氧核苷酸鏈模型：

資料2：兩個脫氧核苷酸之間該如何連接呢？當(dāng)時的科學(xué)界已經(jīng)知道：一個脫氧核苷酸中的脫氧核糖會和另一個脫氧核苷酸中的磷酸連接。

要求：4人小組根據(jù)資料2先完成兩個脫氧核苷酸之間的連接;繼續(xù)完成4個脫氧核苷酸間的連接，使之成為一條鏈。

師生互動：利用電子白板的交互功能，讓學(xué)生代表在白板上演示脫氧核苷酸的連接方式。并利用電子白板的“書寫”功能進行點評，展示正確的連接方法。

【學(xué)生活動三】：建構(gòu)脫氧核苷酸鏈之間的連接模型：

資料3：沃森和克里克根據(jù)DNA衍射圖譜的有關(guān)數(shù)據(jù)，推測出DNA分子不止一條鏈，他們不斷嘗試，先后建構(gòu)了三鏈、雙鏈幾種情況的模型。后來，他們拋棄了三鏈的模型，最終鎖定了雙鏈結(jié)構(gòu)。

過渡：究竟是哪一種模型的連接方式呢？

資料4：化學(xué)研究表明：堿基疏水，脫氧核糖和磷酸親水，而DNA分子在細胞內(nèi)始終處在水環(huán)境中。

【電子白板演示講解】（利用希沃助手中的拍攝投屏功能將各小組的模型照片發(fā)到屏幕上）拖動演示DNA雙鏈的位置關(guān)系，邊演示邊講解，使學(xué)生能夠更直觀的了解DNA雙鏈的構(gòu)建過程。

過渡：在確定了連接方式后，新的問題也隨即產(chǎn)生，若堿基排列在內(nèi)側(cè)，堿基之間又該如何相互連接呢？

師：利用電子白板的“書寫”和“圖畫”功能，邊演示邊講解：開始時，沃森和克里克安排了相同的堿基進行配對，即A與A，T與T配對。但是，有化學(xué)家指出這種配對方式違反了化學(xué)規(guī)律，于是，DNA分子結(jié)構(gòu)的研究陷入了“僵局”，而恰在此時，一位著名的生物化學(xué)家，為沃森和克里克的研究帶來了希望……

資料5：1952年，生化學(xué)家查哥夫訪問劍橋大學(xué)，提供了一個重要信息：腺嘌呤A的量總是等于胸腺嘧啶T的量;鳥嘌呤G的量總是等于胞嘧啶C的量。

過渡：沃森和克里克根據(jù)查哥夫研究成果重新修改堿基的配對方式，如果你是他們的話，你會如何修改呢？

【學(xué)生活動四】：對模型進行檢查和修正：

師生互動：（電子白板演示講解）利用“板擦”“書寫”等功能對原來的雙鏈DNA模型進行修改。修改堿基配對的方式，讓A與T配對，C與G配對，構(gòu)建出新的DNA模型。

而堿基的這種一一對應(yīng)的關(guān)系叫做堿基互補配對原則。

二、DNA分子的結(jié)構(gòu)特點：

分析討論：請同學(xué)們觀察視頻《DNA分子的結(jié)構(gòu)特點》討論以下問題：

（1）DNA分子中外側(cè)由什么連接而成？內(nèi)側(cè)是什么？

（2）兩條鏈之間堿基的連接有什么規(guī)律？

（3）構(gòu)成DNA的兩條鏈有怎樣的關(guān)系？

師：利用電子白板的“書寫”功能對學(xué)生的回答進行點評、補充

三.DNA分子的結(jié)構(gòu)特性：

師：DNA中只含有4種脫氧核苷酸，想想它是如何儲存足夠量的遺傳信息呢？

生：脫氧核苷酸的排列順序不同。

師：每個小組的DNA模型都不一樣，說明DNA分子具有多樣性。就特定的DNA分子呢？

生：DNA還具有特異性。

總結(jié)：利用電子白板的“錄像”功能，將本節(jié)課的講授過程全程錄像，在進行“課堂小結(jié)”時進行播放，幫助學(xué)生更好的回顧本節(jié)課所學(xué)的知識

【完成拓展訓(xùn)練】利用電子白板的“交互”功能，由學(xué)生在電子白板上完成相應(yīng)的規(guī)律總結(jié)的內(nèi)容：

DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的主要特點：

（1）、DNA分子是由 ? ? ? ? ?條鏈組成，按 ? ? ? ? ?盤旋成規(guī)則的 ? ? ? ? ?結(jié)構(gòu);

（2）、 ? ? ? ? ? 和 ? ? ?交替連接，排列在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架，

排列在內(nèi)側(cè);

（3）、堿基通過 ? ? ? ?連接成堿基對，并遵循 ? ? ? ? ? ? ? 原則，

與 ? ? ? ?配對， ? ?與 ? ? 配對。

4 ? 思考與建議：

通過本案例，通過云校家授課助手輔助教學(xué)，把枯燥的課堂變得生動有活力，在多個學(xué)生活動的設(shè)計中充分調(diào)動學(xué)生的積極性。課堂教學(xué)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程體驗與學(xué)習(xí)效果評價，能及時幫助學(xué)生鞏固學(xué)習(xí)成果，有助于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的參與度，符合“互聯(lián)網(wǎng)+”時代優(yōu)質(zhì)教育資源的要求。學(xué)生親自體驗構(gòu)建DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，對科學(xué)思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)都有很大幫助。高中生物教材中常有利用科學(xué)史素材還原知識形成的過程，這有助于學(xué)生更好地構(gòu)建概念、訓(xùn)練思維、提升情感態(tài)度。應(yīng)用模型與建模能有效培養(yǎng)學(xué)生基于生物學(xué)事實及證據(jù)運用的科學(xué)思維及解決實際問題的思維習(xí)慣與能力。

陸游有詩云：“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”。運用模型和建模的方法去探討生命現(xiàn)象和規(guī)律提升學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，不應(yīng)只是一句空話，更應(yīng)在課堂中真正落實到實處，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極利用這些素材主動進行模型構(gòu)建，以提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”教育模式的出現(xiàn)為教育的發(fā)展注入了新的生命力，為中學(xué)生物教學(xué)資源的開發(fā)與網(wǎng)絡(luò)個性化學(xué)習(xí)的開展提供了一種有效工具。

參考文獻

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