《第2节DNA分子的结构》集体备课教案设计

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根据学生已有的知识储备以及本节内容的特点，教学中采用翻转课堂结合模型构建的教学策略。课前教师制作微视频，学生在课前通过观看微视频等进行自主学习，同时完成自主学习任务单；经初步学习后，小组合作完成构建DNA分子的双螺旋结构模型。教师通过收集整理自主学习任务单，事先了解学生对本节内容的自主学习情况，课堂上针对学生的疑点和难点进行讲解和讨论，之后师生共同对每个小组课前构建的DNA分子模型进行评价，最后总结概括出DNA分子结构的主要特点。

2 教学目标

2.1 知识目标 概述DNA分子结构的主要特点。

2.2 能力目标 尝试制作DNA双螺旋结构模型，初步了解模型构建基本方法在科学探究中的应用。

2.3 情感态度与价值观目标 通过学习DNA双螺旋结构模型的科学史，以及小组合作完成DNA分子双螺旋结构模型的构建，体会科学家锲而不舍、执着追求、合作交流的科学精神，认同人类对事物的认识是不断深入、不断完善的过程。[1]

3 教学过程

3.1 课前准备

课前准备最关键的就是微视频的制作。结合本节课的内容特点和教学重难点，设计了以DNA分子结构发现历程为主线的微视频，视频时长约10分钟。视频以雅典奥运会开幕式“生命的乐章”导入，引起学生的兴趣，并使其认识到DNA结构发现的重要性。导入新课后按照时间顺序首先介绍在19-20世纪科学界对于DNA分子化学成分的认知情况，随着X射线衍射技术的发展，拍摄到了清晰的DNA分子衍射图谱，极大地推动了DNA分子结构的研究，也让学生感悟到技术进步对于科学研究的影响。之后创设情境引发学生思考，沃森和克里克是怎样提出DNA分子结构的初步构想，让学生身临其境仿佛自己是科学家，如何根据已有的知识依次构建四种脱氧核苷酸、一条脱氧核苷酸链？他们在构建DNA的空间结构时又遇到了怎样的困难？此时，与生化学家的交流就显得尤为重要，一条关于嘌呤碱基和嘧啶碱基数量关系的重要信息，使得沃森和克里克拨云见日，最终构建出了震惊世人的DNA分子双螺旋结构模型。此时学生可以体会到学科之间合作交流的重要性。视频的最后引导学生根据模型分析出DNA分子结构的主要特点。

3.2 课前任务布置

为了促使学生观看微视频达到更好的自主学习效果，教师还应通过问题和任务为学生自主学习提供方向，因此要事先根据本节内容设计自主学习任务单（见表1）。

表1 “DNA分子的结构”自主学习任务单

一、学习指南1.课题名称：人教版必修二 第三章 第二节DNA分子的结构2.达成目标：①了解DNA双螺旋结构模型的构建历程；②掌握DNA分子结构的主要特点；③制作DNA分子双螺旋结构模型3.学习方法建议： ①看：研读教材P47-49，观看微视频；②思：结合学习任务中的问题导引，自主思考；③记：记下要点、疑问和感悟；④做：结合教材中DNA双螺旋结构的特点，参考教材P50，材料自选，分组合作制作DNA双螺旋结构模型。4.课堂学习形式预告：①课前学习成果展示；②合作探究释疑解惑；③内化知识巩固反馈；④学以致用拓展延伸二、学习任务§问题导引：

1、用 表示，请分别画出DNA分子的一个基本单位。

2、请继续进行构建一个包含8个碱基（其中2个A，2个T，2个C，2个G）的DNA分子片段，并在其中用虚线方框标注出一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸。

3、一条脱氧核苷酸链上的碱基是如何相连的？一个DNA分子中两条脱氧核苷酸链上的碱基如何相连？

4、请写出DNA分子双螺旋结构的主要特点是什么？

5、你能说出沃森和克里克构建DNA模型时使用了哪种模型构建的方法？

6、沃森和克里克提出的DNA双螺旋结构中嘧啶碱基数与嘌呤碱基数之间的关系？

7、在搭建DNA分子结构模型的实验中，若4种碱基的塑料片共30个，其中6个C，10个G，6个A，8个T，脱氧核糖和磷酸之间的连接物18个，代表其他物质的塑料片和连接物数量充足，则可以搭建出多少个脱氧核苷酸？搭建的DNA分子最长为多少个碱基对？

§模型制作

每5-7人一组，材料自选，参考教材P50的制作流程，要求制作的DNA双螺旋结构能够体现出其主要特点，课上每组推选一名代表介绍本组模型，并评选出优秀模型。三、困惑与建议1、问题导引中有哪些需要讲解的内容？

2、本节课你有哪些收获或建议？通过自主学习还存在什么疑惑？请写出来吧，我们一起来交流！3.3 课中学习内化

首先是课前学习成果展示，教师通过课件呈现课前归纳整理自主学习任务单中，关于问题导引的学生答案以及学生的疑惑。展示的每个问题导引的答案中包含正确答案和典型错误答案，此时，组织学生进行小组讨论，判断出哪个是正确的？并说明理由。例如，要求在一个DNA分子片段中标注出一个胸腺嘧啶脱氧核苷酸，学生的典型错误就是误将一个基本单位中的脱氧核糖和碱基与另一个基本单位中的磷酸基团标注在一起，学生通过小组交流找到了问题所在并予以改正。有部分学生观察到一个DNA分子基本单位中，脱氧核糖与磷酸的连接呈现折线，对于这一点比较疑惑。在此阶段学生还没有学习有机化学，对于脱氧核糖的成环结构不理解，因此需要教师做适当补充，以加深学生对DNA结构的理解。

其次，各小组进行DNA模型展示环节，按照课前的要求，推选一名代表，介绍本组模型，并解释该模型如何体现DNA结构的主要特点，最后由学生评选出优秀模型。由于DNA模型是在学生自主学习后制作的，因此制作的模型会存在一些问题，例如上文提到的脱氧核糖与磷酸连接处的折线问题。通过前一环节的深入学习讨论，同学们意识到了这个问题，有小组代表在进行模型介绍时就及时进行了更正，达到了预期学习效果。

图1 学生制作的DNA模型