《第二节DNA的分子结构和特点》公开课教案下载

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本节课的教学设计以普通高中课程标准实验教科书（浙科版）生物学必修2《遗传与进化》和普通高中《生物课程标准》为指导思想。必修2模块的价值之一是帮助学生领悟建立模型的科学方法及其应用。《生物课程标准》明确提出：生物科学的性质是研究生命现象和生命活动规律的科学，基本理念之一是倡导探究式学习，探究是学生认识生命世界的有效方法之一。《课标》中还指出对教学的建议有：组织好探究性学习、加强实验和其他实践活动的教学和注重生物科学史的学习。其中明确指出，科学是一个发展的过程，学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养是很有意义的。

理论依据：

一、行为主义和认知主义的学习理论

行为注意学习理论（behavior learning theory）把学习看作是外显行为改变的过程，是能够有选择性强化形成的，学习者外显行为改变主要显示在刺激与反应之间的联结，学习者对原本不反应的刺激而表现出反应，即表示产生了学习。在行为学习理论中又有许多论点不同的学习理论，本节课以斯金纳（Burrhus Frederick Skinner,1940-1990）的操作条件作用（operant conditioning）理论为依据。在把操作性条件作用学说和强化理论应用于人类学习研究的基础上，斯金纳提出了程序教学的概念，并总结了一系列的教学原则：小步调教学原则、强化学习原则和及时反馈原则等，形成了程序教学理论。行为主义学习理论坚持用实验的方法对学习行为进行客观的研究。

认知主义心理学家则把学习看作是学习者对事物进行认识、辨别、理解，从而获得新知识的过程。在这个过程中，学习者学到的是思维方式，即认知心理学家所谓的认知结构（cognitive structure）。学习者在学习情境中，运用其已有的认知结构去认识、辨别，以致理解各个刺激之间的关系，增加自己的经验，从而扩大自己的认知结构。布鲁纳（Jerome S. Bruner）的发现学习特别强调学生像科学家那样主动思考、探索求知，最终达到对所学知识的理解和掌握。除此之外，本节课的教学设计还采用了奥苏伯尔（David P.Ausubel）的发现学习理论，即学习的内容不是现成的给予学生，而是在学生内化之前，必须由他们自己去发现这些内容。

建构主义理论

建构主义的教学是基于建构主义的认识论和学习观之上的，学习者必须自己通过主动地、互动的方式学习新知识，教师不再是以自己的看法及课本现有的知识来直接传授给学生，而是要把教学根植于学生的经验世界之中。21世纪的课程改革，普遍存在着构建主义的影子，在科学教育领域更加明显。本节课的设计采用了“模型构建”理论，“模型”，就是模拟所要研究事物原型的结构形态或运动形态，具有直观、简单、易理解、可操作的优点。高中生物学是研究自然界中生命运动最基本、最普遍的规律，自然界生物种类繁多、运动错综复杂，几乎每个具体的问题都要涉及到许多因素。通过建构模型能够排除非本质因素的干扰，舍弃次要因素和无关因素，突出反映事物的本质特征，从而使生命现象或过程得到简化、纯化。模型的建立过程是一个科学探究的过程，是学生在老师的引导下通过真正的“做”科学的过程，既能学到知识内容，又能掌握更深入地探究生物学知识所必需的思维方法，同时形成正确的对待科学问题的观点和态度。

三、系统层次性理论

张建林（2005）现代系统论揭示, 一切系统都是由一定的层次所构成，某一层既是构成上一层系统的要素, 又是下一层要素构成的系统。日本著名物理学家坂田昌一指出: 自然界是由无数个层次组成的, 各个层次在性质上都互不相同, 各自服从它自身的规律。本节课的设计，先让同学们回忆DNA分子的基本单位以及组成元素，然后让同学们用基本单位来构建DNA分子的平面结构模型，最后让同学们课下将平面模型转为立体模型，正是采用了系统层次理论。

教学背景分析教学内容：

《DNA分子的结构和特点》是普通高中课程标准实验教科书（浙科版）生物学必修模块II = 2 ﹨ ROMAN 第三章第二节的内容，它由DNA双螺旋结构模型的构建、DNA分子的结构特点以及制作DNA双螺旋结构模型三部分内容构成。

本教材并没有直接讲述DNA分子的结构特点，而是以科学家沃森和克里克的研究为主线，并通过学生动手尝试建构模型，加深对DNA分子结构特点的理解。从知识结构的角度看，本节内容是在学生学习了“遗传因子的发下”和“基因和染色体上的关系”以后，从分子水平上进一步阐明遗传的本质。关于DNA双螺旋结构的特点和碱基互补配对原则又是学习“DNA分子的复制”以及“基因表达”等内容的重要基础。

学生情况：

学生已经学习过核酸的基本单位----核苷酸的结构等相关知识，这为本节课学习奠定了基础，高二学生已经具有了一定的认知能力，观察分析能力，抽象思维能力，及一定的自主及合作学习能力，但对于细胞中微观世界的物质变化缺乏感性认识，仍难以理解，较难抓住本质。大部分学生表现为基本知识能“学会”，但基本技能“会学”的同学不多，主要原因是学生在逻辑推理和整体把握两个方面存在障碍，对问题探讨停留于表象认识，难于抓住事物的本质。

教学方式：

教师先创设一定情境引起学生对DNA分子结构的兴趣，进而讲述DNA分子结构的科学史。在教师提供给学生一个DNA分子平面结构的模式图条件下，学生利用教师给发的材料自己动手制作DNA分子平面模式模型，根据学生所做的作品进一步讲解DNA分子的结构特点。

教学手段：

交流讨论、模型模拟验证、小组合作、多媒体辅助教学。

技术准备：

本班共36名学生，上课时将学生分为6组，每组6人。教师提前准备好课堂学生制作DNA分子平面模型所需的材料，每组一袋，每袋包括：A3打印纸一张、蓝色五边形瓦楞纸10个、红色圆形瓦楞纸10个、粉色、紫色、黄色、绿色不规则瓦楞纸共10个。课前让同学自备订书器、订书钉和胶条。

问题和对策：

学生亲自动手对DNA分子的平面结构的构建是本节课的重要环节也是难点，在动手制作的时候教师会在多媒体上打出DNA分子的平面模式图供学生参考，并且在学生动手制作的过程中教师也会在下面指导。

教学目标(内容框架)三维目标：

一.知识目标

1、简述组成DNA分子的基本单位——四种脱氧核苷酸