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1、2014 年广东省普通高中生物职务培训研修文本资料专题 2：遗传的细胞和分子基础课程专家： 刘恩山北京师范大学教授、博士生导师参与成员： 陈月艳北京四中高级教师王健北京师范大学博士主 持 人： 陈月艳北京四中高级教师第 2 学时陈月艳：老师们，上一节课我们主要对遗传的分子和细胞基础，进行了具体教学内容、和教学策略的研讨，接下来，我们将继续结合一节具体教学案例，对具体内容的教学策略进行进一步的探讨。“在全部生物学历史上还几乎没有比发现双螺旋更具有决定意义的突破。因为从这一结构中，科学家门可以推测“ DNA 怎样在每一个世代细胞中复制自己，怎样在个体发育和机体功能上起作用，怎样经历了那种作为有机进
2、化基础的突变过程” 从这一段对DNA 分子双螺旋结构发现的意义描述中，可以看出DNA 分子双螺旋结构的重要性以及进行有效地这部分内容教学的重要性。下面我们将为老师们展示北京四中肖振龙老师有关DNA分子结构的教学片段。首先呢，我来介绍一下肖老师，他原为北京四中的高中毕业生，毕业后考入北京大学生物系，然后又继续在中科院读硕士、博士，博士毕业后又回到中学来任教。我先来简单介绍一下肖老师这节课大体的教学设计，首先在前边进行遗传物质探索的教学基础上，这节课从遗传物质的功能入手， 引出要探讨的课题：DNA 为什么能承担遗传功能？它的结构基础是什么？那接下来，肖老师以科学发现史为素材，以结构和功能的关系为线
3、索，引导学生追踪科学家们认识DNA 分子的化学结构和空间结构。首先，我们来看第一个片段，有关 DNA 分子的基本化学组成分析。老师们，请看录像片段。（放视频片段1）陈月艳：有关这部分的教学呢，朱先生王老师你们来评述一下。朱正威：肖老师的课，引入时应该说是很简洁、准确，这么就导入进去了。为什么这么说呢？因为前面主要的教学内容是如何找到、确定了主要的遗传物质是DNA分子。从课标上说， 虽然是说 “概述 DNA 分子结构的主要特点” ，但是我们不可能直接跑过来，那我就直接概述DNA 分子结构的主要特点吧，一、二、三点讲它是什么特点。这样看来就脱离了学生认识的规律，因为我们先前的研究确定它是主要的遗传
4、物质，这里，肖老师从“遗传物质应该具备一些什么样的功能”入手，那就要看看DNA分子的结构能不能体现出这些功能。一开始就把DNA的结构和功能统一性联系在一起，这是精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 4 页 - - - - - - - - - - 生物学很重要的观点。那就强调，DNA 分子应该是相对稳定的，能储存遗传信息的，这些信息应该还能正确传递下去的，这些信息也是能改变的，当然它是如何表达到生物的性状上去。大家公认，如果是遗传物质应该具备这些特点，那看看， DNA 能不能承担这些功
5、能？从结构上分析它能不能承担，这样既简单明了，又有一定的高度来切入主题。我觉得引入得很好。王健：刚才朱先生对于肖老师课的引入作了详细评述。实际上，从具体的细节来看，肖老师对于史料的运用很好、很到位的。他不是直接告诉学生DNA分子的结构包括哪些元素和基本组成，而是通过科学家的研究，通过对DNA分子水解产物的分析作一个背景的材料， 让学生从中提取信息，再去分析、 解决这些问题， 从中自主地获得DNA基本组成元素、基本组成单位等等。我觉得这点肖老师做得还是很到位的，能够让学生主动地获取知识，我觉得这些设计对于学生从各个层次去理解DNA 的复杂性是非常有帮助的。另外，通过这个引入，能够让学生理解DNA
6、分子的结构，为后边的教学作好了铺垫。朱正威：我再补充一点王老师的说法。也有的老师， DNA 分子的结构是什么样的呢？当然他也讲它的组成元素、基本的有机分子是哪些种类，就很容易把它变成一个直接告诉学生， DNA 分子的结构是什么，有哪些基本元素，有哪些基本单位。因为他会觉得，我这节课主要是讲这些单位怎么组成一个结构的。肖老师的做法是通过水解DNA ，让学生知道它由哪些分子组成，把这样的科学研究历史搁进去了，学生的认识就不会那么孤零零的。因为它不是我们今天这么一说的，而是有人在搞这个工作。陈月艳：实质上这样一个素材，我觉得帮助学生认识DNA生命大分子结构的复杂性很有好处，就是结构很复杂，能帮助学生
7、从简单到复杂，一个一个详细去剖析。有人说，如果 DNA分子结构揭示过程中的许多实验研究，是一颗颗珍珠，那么沃森和克里克就是把这些珍珠串成项链的人，即使是现在，人们每每谈到DNA 分子结构揭示过程，还会感慨万分。 我们看看， 肖老师是如何利用科学发现史进行这部分教学的。老师们，请看录像。（放视频2）陈月艳：有关这部分的教学，我觉得肖老师的教学还是很有特色的。两位老师评述一下。朱正威：这里边，首先涉及一个科学史，选取科学史里边哪些东西？我们可以看到，他大概选了这么些：Levene 提出了四核苷酸假说，然后鲍林关于蛋白质分子的螺旋结构，有富兰克林和威尔金斯关于X 衍射晶体的图谱， 选了查伽夫四种碱基
8、的比例A 和T 相当， C 和 G 相当，这个比例不是一样的。然后讲结构时还遇到一个问题：碱基之间是怎么连接的？讲了多纳修到了剑桥跟这两位一个是生物学家，一个是物理学家，化学基础也比较差，明白了是氢链来连接。我想他选出的这几个呢，给我一些很精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - - 好的启发。 我们现在强调科学史在教学中的运用，我们是科学家， 但科学史浩如烟海，就有一个问题： 到底选哪些科学史，因为这不是科学史课。我想精选应该是很重要的。到底
9、怎么精选呢？这么多科学史，那么多学者。我想要有这几个考虑，肖老师估计也是这么考虑的。 一个呢， 要突出这个内容的基本知识，我需要哪些科学家的工作支撑，从基本知识的角度出发；第二，选择一些能更好发展学生科学探究、科学思维能力的。比如 Levene 的“四核苷酸假说” ，我们也可以不选，因为它与后面并不直接相关，是比较早的实验。但它有发展学生思维能力的意义，就像他说的，“就这四个核苷酸连起来，那不太傻了吗？”，因为它没办法储存遗传信息，怎么变都是一样的。它是具有思维的价值。所以，我们选什么，与发展学生能力有关系。另外，我们选什么还与渗透我们的情感态度价值观教育有关系。所以讲科学史的时候，要选哪些学
10、者及重要的事情，是有讲究的。我认为肖老师选得很合适，也很简练清楚，最主要问题提得很清楚，这些学者之间的关系也很清楚，主要的想法是这样的。王健：实际上朱先生谈到了肖老师对于科学史料的选择问题。当然它是很重要的一个问题，就是看它在教学中到底有什么样的作用？肖老师也是利用科学史研究的思路、遇到的问题以及如何去解决这些问题，我们又有新的问题产生，等等这样一个思路来教学的。就是对学生进行科学方法的渗透。在这个渗透过程中我们可以看到，肖老师提到很多的一些问题，这些问题可以引导学生去作这样的思考。在介绍科学史时有这样的引导，是很重要的。事实上，就像上次课陈月艳老师讲到的问题串的设计有很大关系。我们通过这种问
11、题串，巧妙地把这些科学的研究串连起来，能够去解决一个实际的问题，最后能得出来DNA 分子模型。我想这是很重要的思路，对于学生科学思维方法的训练，以及让他们能通过研究能得出一个很重要的结论，有很好的启发作用。陈月艳：我想这部分教学我还有一个感受就是，它特别能够体现科学的特征。比如科学之间的竞争、合作、学科之间的交流和联系。朱正威：您说的话我再引申几句。引用科学史教育的过程里面，实际上它揭示了科学工作者的推陈出新，科学发展的规律，它也体现了科学家之间需要交流、取长补短、共同使用，如没有这样的合作，不能得到很好的成果。实际上，老师还可以多描述描述，比如在剑桥这个环境是怎么样的，怎么他们会走到一起来，
12、这就更有一点人文味道。陈月艳：还有朱老师刚才谈到，他一开始导入时很简明、很直接，就是“什么样的结构能和它的功能相适应” 。那我们发现在这部分的教学中，他一直有个核心的主线，就是结构和功能 （的关系）。通过这样的科学史，让学生大概了解了DNA 分子是怎么样的，但是我们刚才也谈到课标当中对这部分要求是“概述DNA的分子结构特别” ， （是很高的）。所以最后，还应该有一个总结性的，我们来看看这部分肖老师是如何进行教学的。（视频 3）精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 4 页 - - -
13、- - - - - - - 陈月艳：这部分也还是很精彩的。朱正威：这节课的总结很重要，因为按照课标要求，这课还没完，后面还有“制作DNA的双螺旋结构模型” 。所以，这个总结影响到后面“制作DNA 的双螺旋结构模型” ，因为着重是在过程上，根据DNA 分子的功能和科学家的劳动，怎样可以弄清楚DNA基本的双螺旋结构是什么样的。但是，这样一个注重过程的学习讨论，不见得就能自然形成对DNA 分子明确的结构的具体认识，所以总结是必要的。在总结的过程里。另外， 在总结的过程里边，也许还可以更好地回复到前面所提出的：应该有几个功能，看看怎么样，就是有一个前后呼应的圆满结束。当然，总结里面还可以更好地贯穿情感
14、态度价值观的教育，都可以显得这课更丰厚。王健：实质上朱先生刚才谈到对于学生渗透情感态度价值观教育，我觉得是很重要的，尤其是对于肖老师这节课，主要是用科学史的方法进行教学。在这个过程当中，诺贝尔奖到底是谁应该来获得？我想克里克以及富兰克林等，在这个过程中既要让学生认识到科学研究在社会上的价值，同时也要让学生认识到，我们每个人对于科学作出的贡献都应该是值得敬佩的或者去尊敬的。所以，对学生进行这种教育，我觉得是很有必要的。到最后说谁获奖，这只是一个方面，对于他工作的认可，更重要的是，这些人对于科学作了哪些贡献。朱正威：我补充一点事实， 因为这里面有关于富兰克林的事。富兰克林是得宫颈癌去世的，所以诺贝
15、尔奖评审时已经不在人世了，这可能是一个原因；另外，一个诺贝尔奖项目的授予是不超过三个人，有人数限制，也导致了这件事；当然还有人评论，那是一个更重要的问题， 就是诺贝尔奖获得历史上来看，女性科学家相对比较少，男性比较多，社会对女性科学家还未足够重视。这些不一定都要跟学生讲，但教师要自己丰厚起来，如果学生问起来，可以多说几句，因为问题比较复杂。陈月艳：其实肖老师，在这部分教学中还是谈到这个问题，他最后总结一句：无论富兰克林是否得诺贝尔奖，她都是我们非常敬重的一位科学家。好，老师们，这一讲我们主要是结合一节具有代表性的课，和老师们一起探讨了如何进行这部分内容的有效教学，希望对老师们能够有所启发帮助。我想通过这样的教学分析，老师们一定也对自己的教学情有期待，渴望和学生共同徜徉在遗传学发现史呈现科学之美的风景中。想必老师们一定会有更精彩的教学设计和课堂教学呈现。好，我们今天的研讨就到这里。陈月艳：作业请进行蛋白质合成“翻译”过程的教学片段设计。精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - - -