DNA 分子的结构.docx
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DNA分子的结构
【案例信息】
案例名称:
DNA分子的结构
授课教师:
文后生(佛山市第三中学)
【教学设计】
教材分析:
学生们在学习了DNA是主要的遗传物质后,脑海里会有这样的疑问:
DNA为什么能承担遗传物质的功能?
它是怎样完成遗传功能的?
这是否与它的结构有关?
它的结构是怎样的呢?
带着这些问题,我们来学习《DNA分子的结构——模型的构建》。
DNA分子双螺旋结构是本节学习的重点和难点,需要学生通过空间想象才能理解。
因此在学习这部分内容时,利用课外活动小组的同学自制的模具、准备好的模型教具以及PPT课件。
教学程序采用“空间结构→平面结构→单链结构→基本单位”的顺序,即由立体到平面,由大分子到组成单位,使学生逐步认识DNA分子的空间结构、平面结构以及化学组成;然后通过模型构建(思维和操作)来巩固DNA分子结构的知识,总结出DNA分子的特点。
教学目标:
1.知识与技能方面:
通过模型构建(思维和操作)的学习和训练,直观地认识DNA分子的结构——双螺旋结构。
从中尝试总结DNA双螺旋结构模型的特点。
2.过程与方法:
通过模型构建(思维和操作),让学生初步体会模型构建在生命科学研究中的使用方法,从而理解科学家们在进行科学研究中使用模型构建(思维和操作)这种方法的优点。
3.情感态度价值观:
通过模型构建(思维和操作),激发学生学习生物的兴趣;认同模型构建(思维和操作)是建立在众多实验过程和实验数据处理的基础上,通过严密的逻辑思维和合理的想象创造出来的,而不是凭空想象的。
认同与人合作在科学研究中的重要性,讨论技术的进步在探索遗传物质奥秘中的重要作用。
教学过程:
片段
序号
教师
学生
说明
1.
创设问题情境导入
【展示2001年在美国发生的911事件。
】
这里有一个很重要的任务:
就是怎么样在尽短的时间内,把被掩埋在废墟里上千具尸体(的身份)鉴定出来?
有什么好的方法吗?
(停顿)——DNA的测试
为什么检测DNA就可以确定他们的身份呢?
是检测DNA的什么呢?
化学元素组成?
(停顿)还是结构?
(停顿)还是其他的东西?
学生在看大屏幕
学生一边思考一边回答
展示911事件世贸大厦相关图片2张
2.
回顾旧知
补充深化
带着这样的一个问题,我们不妨把自己的思路追溯到五十多年以前,来看看科学家是怎样发现DNA的结构的?
【展示DNA双螺旋结构模型】
我们来对照DNA双螺旋模型,认识DNA的“空间结构→平面结构→单链结构→基本单位”。
那么,脱氧核苷酸是怎样构成DNA的立体结构的呢?
学生观察、思考。
用DNA双螺旋结构的实物模型来加强学生对DNA的认识。
3.学生制作
模型
1
那么,我们来总结一下这些信息:
他们已经知道DNA的化学组成(基本单位)是脱氧核苷酸。
通过X衍射图片,又知道DNA是两条链构成的螺旋结构。
又知道了一种分子研究的方法。
所以,沃森和克里克就着手、开始在实验里进行DNA模型的构建。
下面,我也请同学们在有限的时间里面,也来尝试着制作一个DNA模型。
学生看、动手
构建模型的基础
2
先认识各种小塑料构件代表的结构。
我们在构建模型时首先要构建基本单位脱氧核苷酸,是吧。
然后,脱氧核苷酸之间又怎么联系呢?
同学们先独立完成脱氧核苷酸的构建;然后再构建一条脱氧核苷酸链(5个脱氧核苷酸)
同学之间比较自己做的脱氧核苷酸链。
认识脱氧核苷酸链中碱基的排列顺序是否相同。
两个同学一组,讨论和商量,相互协作,来完成看能不能将刚制作的两条单链来构建一个DNA的双螺旋形结构。
走近学生,观察、提示点拨学生。
学生自由回答
磷酸、脱氧核糖、碱基
脱氧核苷酸
学生独立构建
老师也拿起小构件
让学生由小到大构建模型
3
点评同学们的制作。
让同学们提出疑问:
遇到什么问题?
点评说明沃森和克里克当初也遇到的是和我们相同的问题。
学生在抓紧时间做
教师边听边思考
4.提供资料,培养收集整理资料的能力。
发现碱基配对规律
两条单链间的碱基是如何配成对的呢?
逐步展示相关资料。
启发学生一步一步接近科学家的思路。
我们的结论是:
碱基的配对必须是A和T配对,G和C配对。
看了这段资料,你有什么感悟?
明白模型建构(思维和操作)是建立在众多实验过程和实验数据处理的基础上,通过严密的逻辑思维和合理的想象创造出来的,而不是凭空想象的。
学生阅读相关资料,理解发现碱基配对规律
学生思考得出结论。
学生思考回答。
让学生经历与体验查哥夫的实验研究
5.再制作、验证
那么咱们同学得到了这个信息,现在再让你来构建这个模型,你是不是也会很迅速的建构出来?
两条链怎么才能连在一起?
靠氢键。
现在拿起你手中制作好的模型,好好的看一看。
两条链的配对有什么特点?
学生再次制作
6.总结
DNA结构特点
提供一个观察的方法:
从“整体——两条链的情况——两条链的连接”来看。
课件展示结构的主要特点(三条,准确的表述)。
并给出强调碱基互补配对原则。
叙述双螺旋结构的特点
DNA分子结构的特点是本节的重点知识目标之一。
7.
解决开课时提出的问题
那么,我们开课时提到的问题,我相信同学们也能做出合理的解释了。
对于我们每个人来说,DNA是不一样的,各有自己特定的碱基序列,因此通过分析DNA的结构,也就可以确定身份了。
学生思考回答。
知识因社会生活情境而来,这里又回归生活情境
体现知识的价值
8.练习反馈
详见学案。
学生一起完成课堂练习。
【学案】
学习目标:
1.认识DNA分子的结构
2.构建DNA分子的模型(思维和操作,重难点)
3.总结DNA双螺旋结构模型的特点(重点)
学习过程:
1.观察DNA双螺旋结构模型,按照以下顺序初步认识DNA分子的结构:
空间结构→平面结构(双链)→单链结构→基本单位(脱氧核苷酸)
【学习评价】完成课本P51基础题第3题,检查是否掌握了脱氧核苷酸的结构。
2.按照以下顺序,尝试制作DNA的平面结构模型:
基本单位→单链结构→双链结构。
【模型制作】两人一组,利用所给的材料进行制作并画出相应的图解:
(1)独立制作DNA的基本单位——脱氧核苷酸(4种)
图示:
____________________________________________________________________
(2)独立制作DNA的一条单链——脱氧核苷酸链
图示:
____________________________________________________________________
(3)与同桌制作的单链进行比较,观察碱基的顺序是否相同,然后与同桌一起试着将两条单链配成双链。
图示:
____________________________________________________________________
【问题探究】两条单链之间的碱基该如何配对呢?
阅读课本中的有关资料,讨论得出结论:
____________________________________________________________________。
【学习评价】按照得出的结论,评价并修改所制作的模型。
3.结合自己对DNA分子结构模型的制作过程,尝试总结DNA分子结构的特点,并用自己的语言表述出来:
____________________________________________________________________。
【学习评价】阅读课本P49,比较自己的表述与课本的表述有什么不同,纠正自己的表述,并完成以下填空:
(1)DNA分子是由_____条链组成的,这些链盘旋成双螺旋结果的方向是____________________________________________________________________;
(2)构成DNA分子基本骨架的是_____,它排列在结构的_____侧;排列在结构内侧的是____________________________________________________________________;
(3)双链之间的碱基通过_____连接成碱基对,碱基配对的规律(碱基互补配对原则)是:
____________________________________________________________________。
学习检测:
1.课本P51的练习中基础题的第1题。
2.下列化合物中,不是组成DNA的物质是:
A.核糖
B.磷酸
C.鸟嘌呤
D.胞嘧啶
3.DNA分子的基本骨架是:
A.磷脂双分子层
B.规则的双螺旋结构
C.脱氧核糖和磷酸的交替连接
D.碱基间的连接
【教学反思】
在佛山市教育局教研室主办、禅城区教研室协办、我校承办的“第一届佛山市有效教学研讨公开周”中,我代表三中承担了一节生物公开课,题目是《DNA分子的结构》。
本次公开周生物科组的上课主题是:
生物教学中模型建构(思维和操作)的有效运用。
一、教学理论:
模型建构是生物新课程中的一个要求。
模型建构是自然科学研究中一种常用的方法。
当研究对象难以直接操作或研究时,可以考虑模型建构的方法。
该方法用模型来模拟研究对象,被模拟的对象称做原型。
本节课——DNA双螺旋模型的建成是20世纪生物学领域极为重要的发现,它为现代分子生物学的发展奠定了基础。
所以是一节可以体现模型建构(思维和操作)的有效运用的理想课题。
在实际课堂上应该如何应用模型建构(思维和操作)这种方法呢?
我认为:
生物教学中模型建构(思维和操作)的有效运用,一定要体现在为完成学习目标而服务这一层面上。
在本次公开周上,我们把《以学案引领生物教学方式变革的行动研究》这一省级科研课题落实到常规教学、教研工作中,在学案运用(或呈现)上的体现,我想它不应该只是填空。
而应该是体现学生在课堂上的思考、动手操作等的学习过程
二、最初的教学设计:
在进行教学设计时,我最初的设想是与学生一起来重复科学家的发现过程(思维互动),具体如下:
1.展示资料1:
设计问题;2.展示资料2:
设计问题;
3.展示资料3:
设计问题;4.展示资料4:
设计问题
5.进行课堂小结后,用3——5分钟的限时训练反馈本节课的复习效果。
三、集体备课中对初步设计的修改:
在科组活动中,我将这种教学设计的思路和科组的同仁进行了交流。
在科组老师们的积极思考和交流碰撞中,我们发现这种教学设计过于单调,还不能体现有效课堂教学中生物模型构建的有效性,因为学生容易产生材料的疲劳。
经过科组全体老师的充分讨论,我们确定了如下教学思路:
教学程序采用“空间结构→平面结构→单链结构→基本单位”的顺序,即由立体到平面,由大分子到组成单位,使学生逐步认识DNA分子的空间结构、平面结构以及化学组成;然后通过模型构建(思维和操作)来巩固DNA分子结构的知识,总结出DNA分子的特点。
为此,我按照这个思路,重新对这节课进行了新的教学设计:
1.对照DNA双螺旋模型,和同学们一起认识DNA的“空间结构→平面结构→单链结构→基本单位”。
2.利用现有材料,尝试制作DNA的双螺旋模型:
(1)首先制作DNA的基本单位——脱氧核苷酸(4种);
(2)然后制作DNA的一条单链——脱氧核苷酸链;(3)最后和同桌的同学一起将制作的两条单链配对成双链。
3.两条单链间的碱基是如何配成对的呢?
逐步展示资料,启发学生一起进行思考,回答并得出DNA分子双螺旋结构中碱基的配对必须是A和T配对,G和C配对。
4.让学生根据模型制作过程,总结模型的特点,并阅读课本进行完善。
5.进行课堂小结后,用3—5分钟的限时训练巩固本节课的复习效果。
四、试上课及评课修改(进行了两轮):
带着这样的教学设计,我在高一(18)班进行了一次试讲,生物科组的全部老师都参与听课,并在课后进行了座谈。
从我个人的感觉来说,这一次上课与我教学设计的想法相比,学生参与的积极性虽然有,但在一些环节上的处理存在着较大的问题。
座谈时,老师们的评课意见主要有:
1.由于课件无法在课室电脑上展示,所以课前的导入时间过多,应该加以精简;
2.课堂上的模型发放时间的把握和操作对象的有效控制还做不到最优化,要加以改进;
3.在学生制作模型过程中,老师干预太多,学生根本没有有效听讲,应该在事先将清楚。
学生操作过程中没有必要穿插讲解;
4.师生互动的效果还不是很到位,需要好好改进。
有很多问题的解决应该让学生来回答。
这一次的座谈给了我很大的启发,我开始重新审视我的整个教学过程。
应该说,就总的教学设计而言,没有太大的问题,但在实际教学中,学生的积极性没有被充分调动起来,教师期望与学生回应存在较大距离,说明在一些细节的处理上仍有待推敲。
综合各位老师的意见和自己的想法,我再次对自己的教学设计进行了相应的修改。
对相关问题都作了适当地改进。
经过修改后,我又在高一(12)班又进行了一次试讲。
课后又对所讲课的情况进行了仔细推敲。
尤其是对某些细节:
如模型材料的每个人的分开(事先);每制作一步后,将自己制作的结果写入学案中;每次师生互动等细节大概需要多长时间等等。
五、教学反思:
在公开周上,来自全市五区教研员和其他兄弟学校的老师共90多人观摩了我的课堂教学——《DNA分子的结构》,同时还观摩了外校老师——顺德北窖中学夏先登老师的同一节课。
大家对我们的这节课都给予了很高的评价,认为都体现了课堂教学的有效性,很有收获,学生参与的积极性高,师生间的交流互动也较多,充分体现了学生主体、教师主导的作用,是值得借鉴和推广的两节研讨课。
1.对学习活动细节的处理往往是决定教学成败的关键
(1)比如,对“【完成练习】:
课本P51练习:
基础题中的第3题”,这个练习应该放在哪个知识点学习之后再呈现,我们都进行了仔细的推敲,最后决定放在学生认识了DNA分子的结构之后马上就进行巩固更能够体现学习的“有效性”。
(2)又比如对学生活动的处理。
本节课有个非常明显的学生活动——学生制作DNA结构模型。
要通过模型的制作和资料的收集、整理、分析中得出DNA分子两条链之间的连接是靠碱基对。
并且碱基对的连接方式一定是A和T配对,G和C配对。
在这个过程中,每个学生的制作是否会互相影响?
如何将这种影响降低到最小程度?
学生的每一步制作后如何巩固?
等等细节问题的处理。
2.对教材内容的挖掘和整合最能体现教师的创意
上过《DNA分子的结构》这节课的老师都反映说,这个课没什么好讲的,不少老师甚至只用二十来分钟就完成了教学。
又有老师说,这节课的内容太多,如果按照课本要求和顺序,两节课都讲不完。
这些老师的感受和做法给了我很大的压力,我开始研究怎样才能使教学有所突破,在深入备课以及和其他有经验的老师交流中,我逐渐认识到这节课的重点就是怎样让学生掌握DNA分子的结构,以及明确DNA分子中碱基对的连接方式一定是A和T配对、G和C配对这个重要的原则。
为解决它,我们设计了“先从大到小把DNA双螺旋结构拆分开,让学生有思想上的感性认识,再从小到大制作模型来进行巩固所学知识”这样的学习线索。
在后来的听课评课评课中,正是这个教学设计思路被大家一致认为是最有新意的地方。
我的设计得到了大家的肯定和赞赏,当然是十分欣慰的事,但给我最大的感触是,一节课要上出一点新意来,其实并不难,关键在于教师本人有没有真正对教材内容进行深入细致的研究,我们缺乏的不是创意,而是缺乏对问题的思考和挖掘。
【评析教师】
张芸(佛山市教研室)
董光有(佛山市禅城区教研室)
【评析文本】
佛山市教研室张芸:
《DNA分子的结构》一课由佛山三中文后生老师执教,他在教学中采用了学案导学方式。
下面就围绕学案的设计与使用谈谈这节课的优点、特色及有待改进之处。
一、优点与特色
本课的学案设计很简洁,符合规律,能体现学习自主,强调有效反馈,在课堂上发挥了较好的导学功能。
1.学习目标明确。
学案中用“认识、构建、总结”三个行为动词,简明扼要地指出了学习的目标、要求、重点、难点。
对于重难点内容DNA分子结构模型的构建,要求学生既要思考,还要通过动手操作去体验。
2.导学思路清晰。
本课学生的学习过程是:
首先按照“空间结构→双链结构(平面)→单链结构→基本单位”的顺序,即由立体到平面,由大分子到组成单位,对DNA双螺旋结构进行拆分,学生通过观察,建立对DNA分子结构的感性认识。
接着按照“基本单位→单链结构→双链结构(平面)”的顺序,学生通过模型构建,在思考和操作中理解DNA分子的结构。
最后,学生通过表述、阅读、比较,总结出DNA分子结构的特点。
在上述学习过程中,教师所进行的导学活动是:
展示模型和图片,引导学生观察;在学生制作模型的过程中,穿插着介绍DNA分子双螺旋结构的发现历程,引发学生对于“两条单链之间的碱基该如何配对”问题的思考,及对“模型是建立在众多实验过程和实验数据处理的基础上,通过严密的逻辑思维和合理的想象创造出来的,而不是凭空想象的”的认同;在总结DNA分子结构的特点时,引导学生先用自己的语言进行表述,再与课本中的表述进行比较。
本课教与学这两条主线很清晰,学习活动安排符合知识发生规律和学生认知规律。
DNA分子结构的特点是比较抽象的概念性知识,先直观认识DNA分子的结构(物理模型),再在模型建构中理解DNA分子结构的特点(概念模型),符合从直观到抽象的一般认知规律。
在模型建构中逐步体验科学家在建模过程中解决一个个问题的思维过程,并在此基础上总结DNA分子结构的特点,符合从事实到概念的知识发生规律。
在实际教学中,该学案作为学习活动的载体,与课件和直观教具配合使用,较好地发挥了导学功能。
3.反馈评价及时。
学生的学习活动是否真正发生了,学习效果如何,都需要通过评价手段进行及时的检查和反馈。
本课每一个学习活动都安排了一个【学习评价】环节,如:
完成课本P51基础题第3题,检查是否掌握了脱氧核苷酸的结构(该结果将直接影响下一步学生模型建构的操作);按照得出的结论,评价并修改所制作的模型(制作在先、纠错在后,理解将更为深入);阅读课本P49,比较自己的表述与课本的表述有什么不同,纠正自己的表述,并完成以下填空(先自我总结,后纠正完善,记忆将更为深刻)。
二、问题探讨
本课学案从设计上讲是一份很好的学案,然而在使用于课堂教学过程中,课堂气氛却有些沉闷,除了教师自身风格的因素外,更多地与以下两点有关:
1.教师在提问过程中,自问自答或群问群答多,较少单独提问,而且给学生回答问题的时间也很有限。
2.【学习评价】环节进行得不充分,没有给机会让学生展示和表达,以从中发现学生的学习误区及思维误区。
本节课是一节公开课,文老师当时与顺德北滘中学夏先登老师一起,围绕“提高课堂教学的有效性”主题,就此课进行了同课异构活动。
夏老师没有用学案,讲授相对较多,但课堂气氛比较活跃。
如何来评价这两节课的有效性?
学案在课堂上应该是怎样的定位?
学案如何使用才能充分发挥其导学功能?
这些都是值得我们讨论的话题。
佛山市禅城区教研室董光有:
一、本节课的优点:
1.教师功底好,课堂准备很充分,从史料和图片的收集都反映出文老师是很用心的老师。
2.模型构建很多老师只是完成构建模型,并没想模型背后的东西,文老师没有简单处理,在学生搭建模型的过程中适时给予资料,引导学生体验DNA模型构建的思想过程,这点非常好。
3.学生参与度高,不仅表现在动手上,更表现在思维上。
4.学案的设计密切配合教学,根据教学活动设置了学生的任务。
二、本节课的不足:
1.引言部分赘言比较多,可以直接点题。
2.在有学案引导的条件下,应该把更多的时间交给学生,老师还是讲的太多。
《DNA分子的结构》(同课异构)评课记录
1.二中老师:
脱氧核苷酸的组成分子间的连接化学键应该要主要“折线”;
2.二中谢晓霜老师:
“一课两上”,不同的教学风格:
文老师对新课标的理解比较到位,课堂设计比较清楚:
“点—线—面—体”,怎样去构建模型,资料的准备比较充足,备课严谨,对知识点落实比较好。
但是在师生互动方面,模型的解释方面有欠缺,应该多给学生思考的时间;夏老师的设计思路清晰,注意科学发展史渗透,多让学生思考、操作,点评学生到位,注重了学生的表达能力和思维能力,但是在学生的自主探究、课后测评的落实还有欠缺;
3.老师:
夏老师在教学中所用的材料直观、可以多次重复利用,模型构建非常好;
4.顺德教师:
让学生注意力集中到学习上,提供给学生的资料应该更精练;
5.老师:
模型构建有效是否适合学生,两位老师讲课的特点鲜明,可以说适合不同的学生;
6.南海老师:
夏老师的教法比较适合层次高一些的学生;文老师的教法比较适合层次普通一些的学生,这样一步一步引导学生学到知识,调动学生的积极性;
7.三水老师:
想方法跟学生沟通,调动学生的学习兴趣,提高学生的信心;
8.老师:
有效性不应该只体现在一节课上,应该是一个学期,对不同层次的学生应该有不同的方法;
9.南庄高中
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