高中生物学_自主_交互_提升_教_省略_菌体侵染细菌的实验_微课设计为例_陈慧谦.docx

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1、 26 生物学教学 2016年 (第 41卷）第 11期 高中生物学 “ 自主一交互一提升 ” 教学模式的建构 以 “ 菌体侵染细菌的实验 ” 微课设计为例 陈慧谦 （ 福建省福州屏东中学 350003) 摘要本文以 “ 噬菌体侵染细菌的丈验 ” 微课设计为例，采用 “ 自主一交互一提升 ” 教学模式，在学生的 d知和未知之间架设桥 梁，辅助自主学习；借助互动教学系统在课堂交互中构筑伙伴关系，达成三维 H标；基于探宄的历史背景梳理论证模型，提升学生 对科学本质观的认识。 关 键 词 自 主 交 互 提 升 微 课 新课程教学观认为，教学是一种交往与沟通，教 学过程是教师与学生相互启发、积极互动

2、、共同发展的 过程 1。那么，高中生物学教学如何创设教学相长的 情境、激活学生潜在的学习热情、培养学生理性的思维 品质和良好的学科素养？本文以 “ 噬菌体侵染细菌的 实验 ” 微课设计为例，阐述 “ 自主一交互一提升 ” 教学 模式的建构和体会。 1自主 与自身的交流和对话 “ 一切教育本质上都是自我教育，一切学习本质上 都是自学 ” 。自主的学习，因为伴随着与自身的亲密对 话以及心灵的无拘束的成长，因而是快乐的。微课是 教师引导下促进学生自我对话的理想媒介，它容量小， 支持在线播放，可以 重复观看，有利于学生在相对独立 的小环境中从容构建自己的知识体系。微课设计的起 点是在学生的已知和未知之

3、间架设情境桥梁；重点是 在情境桥梁下引发学生的理性思维和自身对话；终点 是预留教学目标等待课堂交互时实现。 “ 噬菌体侵染细菌的实验 ” 是分子遗传学研宄史 上的一个里程碑式的经典实验，在普通高中生物课程 标准中属于最高层次的知识性目标，它逻辑严密、环 环相扣，完美呈现了探宄实验的一般步骤。但是，分子 水平的实验设计涉及同位素标记等跨学科知识，学生 暂时不具备这种能力，微课视频就以 Flash动画的形式 传染病夺去了无数人的宝贵生命。随着医药技术的进 步，威胁人类的传染病得到了有效的遏制，人的寿命得 已延长。如今新农合政策更让学生感同身受，感恩医 疗卫生进步之情由然而生。 4感恩大自然资源 一

4、 -生物圈 n号的启示 人教版七年级生物上册第二章 “ 了解生物圈 ” 中 介绍的生物圈 II号，是 20世纪 80年代，美国在亚利桑 那州的沙漠上建造的一个实验基地。 1991年 9月， 8 名科学家进入 “ 生物圈 n号 ” 。他们计划在里面住上 2 年，一边从事科学研究，一边从事农业生产，过着完全 自给自足的生活。遗憾的是，一年多以后， “ 生物圈 n 直 接呈现，围绕这个 “ 脚手架 ” ，辐射探究实验的其他 环节，寻找学生的 “ 最近发展区 ” 。这种感性的动态的 视觉冲击可以激发学生刨根问底的本能好奇，例如，赫 尔希和蔡斯为什么会设计 “ 搅拌 ” 这一环节？病毒侵 染细菌的时候一

5、定是遗传物质进入细菌，非遗传物质 留在外而吗？这样的疑问源于教材简略化的处理，从 “ 提出问题 ” 直接切入 “ 设计实验 ” ，中间隐去了 “ 作出 假设 ” 这一关键步骤。而假说在探究中占有核心地位， 是科学思维的核心要素。因此，视频播放到此时，有必 要让学生按下暂停键逆向思考：本实验是基于怎样的 假说而设计的？重启 暂停键后，悬念即将揭晓，你给自 己打多少分呢？然后补充介绍赫里奥特富有魅力和启 发性的假说： 病毒的作用可能像一个充满着 转化因 子 的注射针，它用尾部接触寄生细胞，通过酶的作用 在细胞外膜上钻一个小孔，然后病毒头部的DNA就钻 入细胞，其余部分不会进入细胞。 ” 通过对比，

6、学生会很 有成就感地发现自己的假说本质上与之是相同的，只 是没有那么形象生动，这是为什么呢？假说虽然源于 想象和灵感，但也需要一定的经验和实验的依据。这 时，可以顺理成章地提示学生：从遗传物质的科学探宄 历程以及噬菌体的结构特点出发，推测本假说的依据 何在？课堂期待你的抢答！最后，视频告诉学生：假说 具有相当的推测性，需要设计实验来证实或证伪。为 号 ” 中氧气含量不足，实验宣告失败。用事实告诉人 们，地球仍是人类和其他生物唯一的家园，应该倍加珍 惜的爱护。而人类是大自然中最有能力、最有智慧的一 部分，所以人类有义务、有责任调整人与生态环境的关 系，做到 “ 天人合一 ” “ 勿以恶小而为之，

7、勿以善小而不 为 ” ，保持与自然的和谐发展。和谐家庭、和谐乡村、和 谐社区、和谐校园这些和谐的构建都离不开感恩教育。 主要参考文献 1孙明霞 .2004.生命教育：生物学教学中人文精神培养初探 .中 国教育学刊， （ 2) :13 15 生物学教学 2016年 （第 41卷）第 11期 27 了梳理可能出现的结果与主张之间的关系，在进行实 学环节的设计置于课堂教学的整体设计之中，相辅相 验之前往往需要预期结果，使学生像科学家那样思考 成而非简单重复 ;将独立思考和师生互动结合起来，取 并填写表格，等待课堂的交流讨论（表 1)。这样，将自 长补短而非取而代之。 表 1微课资源辅助下的自主学模式

8、 教学环节 己知 未知 微课设计 实验材料和 方法 放射性同位素具有不 断发出特征射线的核 物理性质，但其化学 性质和生物学性质不 变 (1)噬菌体的结构特 点 乂 2)为什么选择 P和 S元素标记？为什么 不将 32P和 35S标在同 一噬菌体上 (1) 微课视频用精美的图片和精炼的解说展示 T噬菌体系 列的形态结构，以及 T2噬菌体成群攻击大肠杆菌的情境 (2) 在与微课视频配套的任务学习单中进行自学提示：噬 菌体蛋白质含 S不含 P， DNA含 P不含 S;放射性核探测仪 器可以追踪放射性存在的位置和强弱，但是不能确定由哪 个元素发出来的 实验设计和 假说 (1) 艾弗里的实验结 论 :

9、DNA是遗传因子 (2) 离心的原理 (3) 假说一演绎法 (1) 保温、搅拌、离心 的作用分别是什么 (2) 本实验是基于怎 样的假说而设计的？ 假说的依据是什么 (3) 预期的实验结果 和相应的主张是什么 (1) 以 32P标记组为例，制作混合、保温、搅拌、离心的 Flash 动画，配上解说，录制视频，化微观为宏观，化静态为动态， 化抽象为形象 (2) 在任务学习单中提供表格： 实验的预期结果 主张 预期 1 A 组 (35S) B 组 （ 32P) 2交互 与他人的交流和对话 课前自主学习与前者的认知倾向比较匹配，对后 者的思维习惯是个挑战和修正；课堂的交互环节与后 者的认知倾向比较匹配

10、，对前者的学习习惯产生干预 和影响。在一个平等的对话性的教学模式中，尊重和 倾听他人的思考和见解，反省和表达自己的观点和看 法，有利于全体学生的全而发展。这个课堂交互模式 的呈现包括课前自学中 “ 预设的结果 ” 、思维碰撞中 “ 生成的结果 ” 、课堂检测中的“ 反馈与评价 ” 、教师主 导下的 “ 拓展和延伸 ” ，教学目标的顺利达成借助了互 动教学系统的技术支持（表 2)。 本节课对教材的二次开发体现在还原探究步骤中 的“ 做出假设 “ 预期结果 ” 和 “ 结果分析 ” ，目的是深刻 领悟 “ 假说 -演绎法 ” 的科学精髓。微课视频中的情 境设置可以顺利达成预设的结果；开放性的表格设

11、计 则为课堂的动态生成预留了弹性的空间；生成的结果 又为反馈和评价奠定了基础。由于课时限制，高中生 物探究实验往往缺少对实验结果的分析，尤其缺少与 预期结果的比较分析，这种意识和能力是科学素养重 要的组成部分。及时的反馈关注的是学生对知识和 技 能的理解，对过程和方法的掌握，相互评价机制重建的 是学生的情感态度和价值观。在此基础上，教师进行 水到渠成的拓展和延伸，引导学生横向联系并纵向挖 掘探究实验的共性问题，从而使 “ 文本课程 ” 转变为 “ 体验课程 ” ，使学生在对话和交流中惊讶于自己的想 象力、表达力、沟通能力和逻辑思维能力，在愉快的情 感体验中强化求知欲，激活内在的潜能和智慧。 3

12、提升 与客观世界的交流和对话 与客观世界的交流和对话的基本态度是严谨求 实。赫尔希、蔡斯的论文是这么表述的：噬菌体含 S的 蛋白质外壳，与在细菌上的吸附，和将噬菌体 DNA注 入细菌细胞内有关，这种蛋白质可能与噬菌体在细胞 内的生长无关。 DNA具有某种功能，从本实验中不应 该做出进一步的化学推理 2。结论与假说不同，假说 允许想象，而结论必须有实证支持。应尽量还原探究 的历史背景和逻辑顺序，让学生体验到遗传学研究是 如何一步一步接近生命本质的。 展示结论的原始表述后，教师将动画的两幅截图 呈现给学生：注入的是 DNA,倒入离心管时己经变成 了噬菌体颗粒，中间发生了什么呢？从而自然过渡到 后续

13、研究成果的介绍 噬菌体侵染大肠杆菌的全过 程包括吸附、注入、合成、组装和裂解。接着 ，借助英国 哲学家图尔敏的论证模型对学生进行科学本质观的教 育：人们虽然接受了赫尔希、蔡斯的实验结论，但是对 于 DNA为什么能够承担起作为遗传物质的重任还是 心存疑虑的 它如何具备多样性、稳定性并且能够 控制性状？也就是说 ,在 “ 资料 ” 和 “ 主张 ”之间还缺少 “ 支持因素 ” 作为辩护的 “ 理由 ” 。直到 1953年，沃森 和克里克提出 “ DNA双螺旋结构模型 ” 后， “ 遗传因子 ” 神秘的而纱逐渐揭开，人们的疑虑也才逐渐消除。这 样就为即将学习的 “ DNA分子的结构 ” 埋下伏笔。最

14、 后，师生共同归纳探究实验的一般步骤，并借助互动电 子白板进行论证结构的梳理（图略 ） 。 (基金项目： 2015年福建省电化教育馆教育信息 技术研究课题 “ 智慧教室环境下的高中创新教学模式 研究 ” ， N . KT15062) 28 生物学教学 2016年 (第 41卷）第 11期 高中生物学整体性教学的途径 (江苏省东台市教育局教研室 224200) 摘要本文结合高中生物学教学实例，提出通过整体落实二维目标、围绕主题设置情境、依托主线组织教学、概要设计导学问题 和完整展示学习结果诸途径进行整体性教学。 关 键 词 高 中 生 物 学 整 体 性 教 学 途 径 整体性教学是指基于整体论

15、进行教学设计，注重 教学内容和思维的完整性，引导学生自主建构知识体 系的教学过程。整体性教学遵循从整体到部分的原 则，关注的是一个相对完整的话题，指向于学生思维品 质和学科素养的提升，有利于避免过度碎片化的教学。 本文结合高中生物学教学实例探讨整体性教学的途 径。 1整体落实三维目标 三维教学目标是相互联系、相互渗透的整体，因此 教师在落实教学目标时要进行整体谋划，让能力目标 和情感目标依托在合适的知识目标上实现，在引导学 生建构知识体系的同时，通过深 度思维和实践活动积 淀能力，通过情感体验形成正确价值取向，自然提升解 决问题的能力，体验、认同科学积极的情感态度与价值 观，避免机械、勉强的说

16、教，在 “ 润物细无声 ” 中整体落 实三维目标。 以 “ DNA是主要的遗传物质 ” 一课为例，基于艾弗 里的实验分别研宄了 S型菌的 DNA、 蛋白质、荚膜多糖 作为遗传物质的可能性，教师借机引发学生质疑：组成 S型菌的化学成分纷繁复杂，你认为艾弗里只选取这 三种物质作为研宄对象全面吗？如果是你会怎么办？ 引导学生对此展开讨论，并主动表达自己的疑问：艾弗 里为什么没有考虑 RNA作为遗传物质的可能性呢？ 为什么没有考虑脂质等也有可能？顺此提出学习要 求 :继续完善实验并验证 RNA是否为 S型菌的遗传物 质。该教学设计借助于简单的知识情境培养学生的实 验设计与质疑、问题解决与反思能力，帮助

17、学生树立严 谨、求真的治学态度，养成科学思维的习惯，促进三维 目标的整体落实。 2围绕主题设置情境 建构主义认为学习者自主建构知识体系需借助一 定的情境完成。但零散的资料、图片、视频堆积，又会 表 2互动教学系统辅助下的课堂交互模式 教学环节 交流和对话 互动教学 系统的辅助 预设的结果 生成的结果 预期结果和 主张 (1) 观看 Flash动画 以后，学生不难理解 假说：噬菌体侵染细 菌的时候， DNA进 去，蛋白质外壳留在 外面 (2) 根 据 预 设 的 表 格，学生容易得到的 结果是： A组的放射 性出现在上清液 ， B 组的放射性出现在沉 淀物中 (1) 关于假说的依据，除了艾弗里的

18、实验结论之外，就是噬菌体 的结构特点所引发的联想：像蝌蚪、像蜘蛛、像针筒打针那样就 把 DNA注射进去 (2) 对预期的讨论焦点集中在 A、 B组结果相同的三种情况 : 上清液都有放射性，沉淀物都没有（分析：这个预期不成立，因 为实验的前提是科学家已经确信 T2噬菌体能够入侵大肠杆 菌 ）； 沉淀物都有放射性，上清液都没有（分析：这说明噬菌体 颗粒整个进入细菌，基于假说而设计的实验失败，没能把 DNA 和蛋白质分开观察 ）； 上清液和沉淀物都有放射性（教师引导 略） 智慧教室环境下的 互动教学系统整合 了互动电子白板、 实物提示机和即时 反馈系统。学生通 过手中的遥控器参 与检测统计、随机 挑

19、人或抢权作答， “ 让课堂成为每一 个孩子的课堂 ” ， 反馈与评价 拓展和延伸 真实结果和 分析 分小组讨论实验的真 实结果与预期结果之 间存在差距的原因， 在规定时间内完成并 记录，派代表在实物 提示机上展示答案、 解释原因，全班同学 相互提问、评价 教师补充提问，学生分小组讨论并抢答： (1) 艾弗里实验中 0.02%的蛋白质都引起人们的质疑，你们对 A组实验沉淀物中的少量放射性没有其他想法吗？都认为是误 差造成的？（抢答略） (2) 误差产生于搅拌、转速或保温时间，它们在实验中属于什么 变量？说明实验设计应该注意什么？（抢答略） 为 “ 自主 - 交互 - 提升 ” 教学模式中 的课堂交互环节提 供技术支持 建教育出版社， 127 主要参考文献 2田久沛 .2013.关于遗传物质基础的 2个问题的辨析 .生物学通 1余文森，洪明，张蓉 .2011.有效教学的理论和模式 .福州：福 报 ,48(2) :21 23