崔留成
（浙江省宁波市镇海区龙赛中学浙江宁波315200）
摘要：基于部分科学史，以学生自主建构、修正、完善DNA的结构模型为主线，突破教学重难点，发展学生的科学思维与科学探究能力。
关键词：DNA结构；模型建构；科学探究
中图分类号：G633.91文献标识码：B文章编号：1672-1578（2021)08-0034-02
1教材分析及设计思路
“DNA的结构”是人教版高中生物教材必修2第3章第2节的内容，在学生学习过程中起着承上启下的作用，必修一学习了核酸是遗传信息的携带者，知道DNA是遗传物质，而本节从分子水平认识DNA的结构，也为后面学习DNA的复制、基因（DNA）知道蛋白质的合成进行必要的知识储备。
通过建模教学有利于学生掌握理相关的结构问题，而模型建构是科学思维的重要内容。本节课老师有意
识地引导学生基于相关科学史、以小组合作建构、修正、完善模型为主线，通过知识内化迁移来突破教学中的重难点，领会科学探究方法、提升科学思维。
2教学目标的确定
基于课程标准和学业质量标准，并围绕培养学生核心素养的要求，确定如下教学目标：（1）概述DNA的基本单位、结构特点，理解DNA的碱基互补配对原则。（生命观念二级水平）（2）通过分析资料、讨论交流，构建、修正、完善DNA结构模型，领悟模型建构在科学研究中的应用。（科学思维三级水平、科学探究三级水平）（3）认识到科学研究中合作的重要性，讨论技术在进步中的重要作用。（社会责任二级水平）
3课前准备
老师将脱氧核糖（五边形）、磷酸（圆形）、4种碱基ATGC （长方形）分别打印在A4纸上，剪下备用。
学生2人一组，每组5个脱氧核糖、5个磷酸、5个碱基。
4教学过程
4.1创设情景，导入课题
通过展示中关村的标志物——
—DNA雕塑和1953年沃森和克里克发表的论文《核酸的分子结构——
—脱氧核糖核酸的一个结构模型》，引入对DNA结构的讨论。创设情景：若时光倒流让同学们回到1951年，能否基于当时的科研成果逐步构建出DNA的结构呢？
设计意图：用身边的例子消除学生与科学探究的距离感，激发学生的兴趣和挑战欲，迅速进入学习状态。
4.2基于科学史，构建模型
环节一，回顾已学知识：（1）组成DNA的基本单位是什么？（脱氧核苷酸）（2）每个脱氧核苷酸的结构组成是什么？（一分子磷酸、一分子脱氧核糖、一分子碱基）（3）核苷酸中磷酸、脱氧核糖、碱基是如何连接的？
模型建构一：构建脱氧核苷酸模型。
老师：用胶水在白纸上固定，用黑笔画出连接不同分子的化学键。学生制作、展示，相互比较，一共四种脱氧核苷酸，老师提示脱氧核糖中五个碳的位置1'到5'以及正确的连接方式，连接错误的同学进行修正。
设计意图：从学过的知识入手，引导学生亲自动手构建制作模型，符合从易到难的规律，并为后面的模型构建与修正做
铺垫。
环节二，资料一：当时科学界已经认识到DNA是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，脱氧核苷酸之间是如何连接的呢？
模型建构二：构建脱氧核苷酸链。
老师：展示脱氧核糖和磷酸分子结构示意图，提示脱水缩合形成磷酸二酯键。学生制作、展示，相互比较，不同组制作的脱氧核苷酸链的骨架都是磷酸和脱氧核糖交替排列，伸出的碱基各不相同。
设计意图：了解脱氧核苷酸链的形态和结构，为构建完整的DNA分子做准备。
环节三，资料二：当时研究DNA结构的方法主要是X射线晶体衍射法，物理学出身的克里克和生物学出身的沃森合作进行研究，他们根据英国生物物理学家威尔金斯和富兰克林的DNA衍射图谱，推断出DNA呈螺旋结构，并尝试搭建出不同的双螺旋和三螺旋结构模型，但都被否定。
资料三：奥地利生物化学家查戈夫发现在DNA中腺嘌呤（A)的量总是等于胸腺嘧啶(T)的量，鸟嘌呤(G)的量总是等于胞嘧啶(C)的量。
老师：A和T的量相等，G和C的量相等，它们很可能是以什么方式存在的？（两两配对的，推测DNA的结构应该是双链，双螺旋结构。）
模型建构三：构建DNA双链结构。
老师：前后桌同学把各自制作的脱氧核苷酸链拼接在一起，制作出双链DNA，并通过讨论解决制作过程遇到的问题。
问题一：两条链的方向相同，碱基间无法相连。
解决办法：一条链不动，另一条链上下颠倒一下，就会发现碱基刚好在内部，可以相互接触连接。
问题二：两条链上的碱基顺序不能一一对应，无法进行A与T配对，G与C配对。
解决办法：调整一条链上的碱基顺序与另外一条链上的碱基进行配对。
学生在老师的引导下逐步调整自己的操作，制作出双链DNA模型。
设计意图：学生学会根据资料提出假说，并能动手验证假说，在制作过程中解决遇到的问题，最终建立DNA的双链模型。
小结：沃森和克里克用跟大家相同的方法制作出了金属材质的DNA双螺旋结构模型，与拍摄的X射线衍射照片比较，发现模型与基于照片推算出的DNA双螺旋结构相符，从而确立了DNA是规则的双螺旋结构。
4.3应用模型，突破知识点
模型建构四：制作较长的双链DNA片段。
班级每个大组里面的三个双链DNA片段连接起来，制作成
（下转第212页）
（上接第34页）
较长的双链DNA片段，并粘贴在教室前黑板两侧。
老师：观察四个大组的四个DNA模型，出它们的相同点和不同点。
学生观察，描述。（相同点，两条链组成，两条链的方向相反，一条从3'到5'，另一条从5'到3'，外侧都是磷酸和脱氧核糖交替排列，内侧是碱基对，A与T配对，G与C配对）
师生总结DNA的结构特点。
老师：不同的DNA，碱基排列顺序不同，形成了DNA的多样性，但对于一个特定的DNA，碱基排列顺序又是固定的，这是DNA的特异性，后介绍DNA指纹技术在生活中的应用。
设计意图：对比分析模型，有助于学生理解DNA的结构特点，避免死记硬背，提升思维水平和学习效率。
5教学反思
本课通过小组合作建立、修正模型，避免学生死记硬背，有助于学生直观地认识DNA的结构。基于资料，亲手制作模型，解决制作过程中遇到的问题，有助于提升学习的主动性，同时培养学生的科学思维、科学探究能力。基于证据的争论，培养学生敢于质疑的态度和批判性思维。
参考文献：
[1]吴先亮.基于科学史及模型构建的“减数分裂过程”教学设计
[J].生物学教学,2020，45（9）：33-35.
[2]普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].人民教育出版社,
2018.
生站起来模仿一连串三个动作——
两小儿辩日教学设计—持、击、破。潜移默化中，学生了解到想象画面，加上表情、手势，转换语调能帮助自己朗读有节奏感，有画面感，学生的语感会有质的提升。
当学生读的遍数多了，还能熟读成诵，帮助记忆。如《王戎不取道旁李》一课中，笔者在最后带学生配乐齐读，回顾故事内容。古时候的文言文可跟现在书本上的不一样，文字全部是竖着的，你还会读吗？古时候的文言文啊还没有标点，去掉标点你还能读得有节奏感吗？以前的文言文字都是繁体字，你还看得懂吗？呀，时间太久远，这上面的字看不清了，你能补充完整填空来读吗？如在《两小儿辩日》中，教师还可让学生情境对读、辩论读。学生就这样在一次次趣味十足的朗读中对文言文越来越熟悉，并通过朗读内化。
2.3说
中高年级的学生课堂上较低年级学生沉闷了许多，他们容易不确定的答案不敢说或者不愿说。如何帮助学生打开嘴、动起脑，教师可以给多种支架帮助学生进入文言文的世界。
初读的时候，因为文言文篇幅短小，可以学生自己先说一说读到了什么。接着可以借助书本注释完善
自己了解到的故事。如果只是到这里，那还是跟传统的文言文课一样停留在了翻译意思阶段，如何让学生的说加入一点趣味呢？学生喜欢看图片，猜意思，说自己的生活，那教师就让学生去看去猜去说。以《王戎不取道旁李》为例，“诸”出现了两次，那怎么猜呢？是不是瞎猜？要跟学生明确有根据地猜。学生联想到不懂的词语意思联想上下文，所以也到文言文的上下文中去，自己发现的方法更有成就感。还有一些古今意思不同的字词，如“诸儿竞走取之”的“走”，启发学生联系自己的生活，看到很想吃的东西会怎么做？跑过去。再看“看道边李树多子折枝”中的“折枝”，有的学生会说折断树枝，教师借助图片，枝条上挂满了果子，让学生有画面感更直观地观察，学生一下子就发现，在这里“折枝”是压弯枝条的意思。当学生知道了整篇文言文在讲什么，笔者就通过在班级中开展小小故事会的形式，借助图片投影，让孩子们勇敢地上台，用自己话的话讲，还可以加入合理想象讲、带动作神态讲等等，帮助学生消化内化。
2.4写
课后，感兴趣的学生还可以试着仿照着写一写。但是要注意的是，这里写仅仅是让学生在读的基础上感受文言文的特点及体验的成功。可以填空模仿文言句式，如《伯牙鼓琴》中的“志在流水”，“志在”文言文都很简洁，小练笔还可以发挥想象，加上许多细节，相信几十个字的文言文变成几百字的有趣故事，同学间相互读一读，一定更有趣，更有成就感。
3挑战文不惧新——
—拓展提升
从统编版三年级下册教材开始，文言文书后多了阅读链接或资料袋。如三下《守株待兔》后出现的是《南辕北辙》，六上《文言文二则》（《伯牙鼓琴》《书戴嵩画牛》）后补充了知己的诗句。在现在的大阅读时代，如果仅仅满足与教材中的篇目已经远远不够，学习文言文能帮助学生拓展阅读面，感受更多经典篇目。同时，在同样的时间内阅读更多的文本，挑战文言文文阅读，能帮助学生不过分追求字词解释，把时间花在扩大拓展阅读、培养语感、提升理解力上。当然，选文的时候也要注意，不要太难，选择跟教材主文本主题相似的，或同一个主题的不同面，保护学生阅读兴趣，巩固拓展提升，不增加额外负担。同时，也可以借助课外读物小古文每天和孩子坚持阅读，帮助学生提升兴趣。
立足课堂，让文言文教学带给学生更多活力与生机，为之后的学习埋下兴趣的种子，接下来的实践与反思仍是重中之重，吾将上下而求索。
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