核心素养理念下生物科学史的教学探索

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　　摘 要：新课程理念倡导学生在科学探究中获得科学解决问题的思路和方法。本文以人教版高中生物学必修二《遗传与进化》第三章第1节的《DNA是主要的遗传物质》为例，进行核心素养理念下的教学设计，并结合现代教育技术微课，将其应用于课堂教学，帮助学生建构物理模型，优化课堂结构，能有效利用遗传学经典的研究方法 “假说演绎法”，妙用科学史实例，把知识的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育，提升学生的核心素养。
　　关键词：核心素养 高中生物学 微课 教学设计 科学探究
　　一、教学目标
　　1.课标要求：《课程标准》的要求是：“总结人类对遗传物质的探索过程”。
　　2.学情分析：本节是在学习了遗传的细胞基础、遗传规律等知识的基础上，认识遗传物质的本质，为后面学习DNA的复制，基因的表达打下基础。本节内容涉及生物学的经典实验，不仅向学生展示了生物学史上的重大事件，更重要的是其中的科学思维和方法对学生的科学素养的提高的重要的作用。[1]
　　3.学习重难点
　　学习重点：①肺炎双球菌转化实验的原理和过程；②噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。
　　学习难点：噬菌体侵染细菌实验的原理和过程。[2]
　　二、设计思路
　　1.设计理念
　　新课程理念倡导帮助学生获得基本生物学知识的同时，更要让学生领悟科学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法。本节课主要采用“假说演绎法”和微课背景下的的“模型构建法”，创设情境，以“科学发现中科学思维”的设计理念，切实落实主体性教学，提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法。
　　2.学情分析
　　高一年级的学生具有初步的分析问题、解决问题的能力，对于新鲜事物有很强的求知欲，也为本节课激发学生们的科学思維精神，沿着科学家的研究情景，能尝试自己设计实验思路，解决实验中存在的问题，奠定了良好的基础。[3]
　　3.核心素养
　　生命观念：体会每个个体遗传物质的特异性，在产生后代中遗传物质的稳定性。
　　理性思维：本节课尝试引导学生应用“假说—演绎法”探究DNA是主要遗传物质的研究过程，运用对比、归纳、批判性思维等方法探讨生命现象及规律。
　　科学探究：能够针对需要解决的问题，提出实验思路、描述实现现象和预测实验结果，并学会应用模型建构的方法将抽象难点形象化。
　　社会责任：认同人类对遗传物质的认识是不断深化、不断完善的过程；认同科学与技术的关系。
　　三、教学过程
　　1.创设情景，导入新课
　　多媒体展示物品和个人的二维码，请同学们说说每件物品的二维码全都一样吗？不难分析的得出：二维码具有多样性，也具有特异性，在生物体内，有没有类似商品二维码这样隐含着生命信息的“条码”呢？如何通过实验证明呢？
　　学生联想回答，身体里有多样性、有特异性的有蛋白质、DNA等物质。
　　目的在于联系生活实际，创设问题情景，以此来激发学生强烈的求知欲。
　　2.课程内容
　　（1）肺炎双球菌体内转化实验——格里菲思
　　教师活动：
　　①首先介绍S型菌和R型菌的区别。
　　②引导学生阅读课本，分析格里菲思用这两种菌进行的小鼠实验，并小组讨论完成实验对比分析，并得出结论。
　　③对比1、2、3、4组。
　　④得出结论：S菌体内的某种转化因子，将R菌转化为S菌。
　　学生活动：
　　①了解两种肺炎双球菌的不同特性。
　　②通过对比逐步认识到S型菌的某物质使R菌发生了转化作用。
　　教学意图：
　　①介绍实验菌的特性，为实验现象做铺垫。
　　②通过对比引导学生逐步分析，并尝试得出结论，符合学生的认知规律。
　　（2）肺炎双球菌体外转化实验——艾弗里
　　教师活动：
　　①假如你是科学家，怎样设计实验来研究哪种？
　　②请学生设计实验思路、预测实验现象并预测实验结论。
　　③展示艾弗里的实验方案，并强调加入DNA酶的一组，不过写出该实验最大的问题在于DNA的纯度未达到100%。
　　④如何能将DNA和蛋白质彻底分离呢？
　　学生活动：
　　①小组讨论。②加入的DNA酶使结果更确定，不过也存在问题。③尝试自己思考。
　　教学意图：
　　①对实验一的遗留问题展开分析。
　　②体会实验的巧妙与严谨的重要性。
　　③引入第三个实验。
　　（3）噬菌体侵染细菌实验——赫尔希和蔡斯
　　教师活动：
　　①首先展示T2噬菌体的结构，介绍同位素标记法再次的应用。
　　②标记噬菌体：培养基—大肠杆菌—噬菌体（标记P/S）
　　③噬菌体侵染细菌：提出假说；介绍噬菌体的实验过程（保温—搅拌—离心）；建构模型（播放假设所设计的模型微课）；建构模型（有标记物的DNA/蛋白质在哪）。
　　④分析现象：展示真实对照实验出现的图片
　　⑤得出结论：分析DNA是遗传物质。
　　学生活动：
　　①体会同位素标记在这的应用优势。
　　②了解标记噬菌体的流程，亲代侵染大肠杆菌的过程。
　　③结合模型微课的展示，尝试自主模拟假设过程。
　　教学意图：
　　①改变方法，体会同位素标记法的应用。
　　②引导学生了解噬菌体标记和侵染过程，利用模型使抽象知识有形化。
　　（4）RNA病毒遗传物质探索
　　教师：生物体都有DNA吗？RNA病毒由蛋白质和RNA组成，一起分享研究过程，证明了RNA是遗传物质。
　　学生：了解DNA病毒的存在。
　　教学意图：思考不同物质的遗传物。
　　4.课堂小结
　　学生利用今天所学知识完成表格。将生物分类，得出DNA是主要的遗传物质的结论。
　　四、总结与课后探究
　　总结：
　　人类对自然本质的探索从未停止，还在不断研究。鼓励同学们对自然科学探究的热爱。
　　课后探究：
　　1.查阅资料，了解同位素标记法其他方面的应用；
　　2.尝试自制噬菌体、大肠杆菌模型，模拟噬菌体侵染过程。
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社.
　　[2]周东美，曲桂玲.《DNA是主要的遗传物质》一课中生物学核心素养的培养[J].黑龙江教育学院学报.2017（07）.
　　[3]汪英.“DNA是主要的遗传物质”一节的教学设计[J].教育现代化.2017（50）.
　　作者简介
　　薛姣（1985.02.26—），女，汉族，陕西省榆林市，中教二级，硕士，研究方向：微课在生物教学的应用。
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