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摘要:经典实验在生物科学史上地位是无可质疑的实验,对生物学发展有着重要价值,其中蕴藏着很重要的科学实验思想,巧妙的实验设计方法。本节课以培养学生核心素养为基点,以角色扮演的方式,充分发挥学生的主体精神,进行导→分→展→疑→评→感的教学过程。
关键词:核心素养;高校课堂;评价
一、教学目标
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(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
2.教学难点
肺炎双球菌转化实验的原理和过程
三、教学过程
1.引导学生预习。为了让学生有目的性的预习,生成的问题又不至于太脱离重点,同时又不影响学生的发散思维,我根据教材内容自己设计的预习指导问答题。
2.教师导入和分角色
根据课的内容把班内同学分为格里菲思组,艾弗里组,赫尔希和蔡斯组,RNA病毒研究组四组。在各组进行陈述之前我作为导演,对本节的一些知识背景进行阐述,把学生带入戏中。
师:作为遗传物质应该具备什么特征呢?因为之前在此方面有基础,所以经过讨论之后,不难回答出来:
2.1.能复制
2.2.能从上一代传给下一代
2.3.能携带遗传信息
2.4.能控制生物体性状
那么,寻找遗传物质就要以此为导向。下面请各位研究小组就自己组的试验及结果进行阐述看看如果我们生活在那个年代,有没有同学也能够像当时的科学家那样,做出大胆而聪明的设想,哪怕是与诺贝尔奖擦肩而过一回。
3.展示和相互质疑答疑及老师的即时评价
3.1各组的展示过程实际是对课本上的基础知识进行重现,当然在这个过程尽量让学生不依赖课本,这样才能真正的做到让学生熟悉课本。
3.1.1各组叙述之前老师都会有适当的旁白,以使课堂更有整体性,如在艾弗里组发言之前,老师可以出示以下知识背景:
艾弗里将他的肺炎双球菌转化实验整理成论文发表后在当时是引起了轰动的。虽然直到他去世也没获得诺贝尔奖这一至高荣誉,但许多科学家都认为世界欠他一个诺贝尔奖。再加上后来赫尔希和蔡斯的获奖。这足以说明这一实验成果的重要性和重大意义。
并显示人们对艾弗里的评价:20世纪科学史上的一大憾事,诺贝尔奖评选委员会惋惜的承认:“Avery于1944年关于DNA携带遗传信息的发现代表了遗传学领域中一个重大的成就,他没能得到诺贝尔奖是很遗憾的”。使学生产生情感和认识上的强烈冲击和巨大反差,刺激学生的探知欲望。形成良好的人生观,世界观和价值观。同时告知学生:当时已经有了物质提纯和鉴定技术。
3.1.2在赫尔希和蔡斯组发言之前老师可以旁白:
知识背景:当时已经知道DNA和蛋白质的元素组成。T2噬菌体的结构特点为:只有DNA和蛋白质。
新技术:放射性同位素标记法
电子显微镜下看到噬菌体侵染细菌的过程,但不知道进入细菌的是蛋白质还是DNA。
3.2等各组进行完展示后,给各组的表现给予评价打分。大家对课本的层次,基础内容也基本记住。本步骤虽然不难但不能缺少,很多理科学生不爱看书只爱做题,课本上的很多基础知识吃不透。这种方法讓他们充分记住课本上的基础知识,分角色表演具有趣味性。接下来就进入本节课的高潮阶段相互质疑,答疑及评价阶段。这是本节课的核心,很多考点就主要在这里集中。由于学生要针对课本内容设计出高知识含量的问题,所以他们在课下已经作过相关本节课的题。能总结出有水平的问题如下:
3.2.1艾弗里组给格里菲斯组提出以下问题:
你们试验中的第四组小鼠为什么会死亡,而第三组同样是注射加热杀死的S型细菌,为什么小鼠不死?
3.2.2赫尔希和蔡斯组给艾弗里组提出了以下问题:
你们试验的最后一组为什么要加入DNA酶?
你们对提取出的DNA纯度不高作何解释?
3.2.3 RNA病毒研究组对赫尔希和蔡斯组提出的问题更是全面而正中要害:
如何把亲代的噬菌体带上标记?用含放射性的培养基去直接培养行吗?
不用P,S标记,用N,H标记噬菌体行吗?
搅拌,离心的目的分别是什么?时间过长会出现什么现象?
试验最终结论是什么?这个结论是不是有待研究?
这些问题都是各组提前准备好,能很快写到黑板上的。以上这些问题是学生通过作相关题深挖出来的问题,是考点。所以对于提出的高质量的问题我会给予高度赞扬,也在评价积分中加上较高分数的。
3.3各组针对以上提出的问题进行答疑,当然,对于答得不太完善的地方其他组可以补充。老师给予及时的评价和打分。在适当的时候老师会给予解围性质的发言。
3.4老师补充问题阶段(本阶段是在各组的问题都解决后,根据本节课内容需要设计的)
有一种专门寄生在烟草体内的病毒——烟草花叶病毒,也只含有两种成分,但这两种成分是蛋白质和RNA,居然不含DNA!那么烟草花叶病毒的遗传物质是什么呢?请同学们根据今天所学的方法设计实验,请分组讨论。
客观讲,我在设计这个问题时也没指望同学们能回答出方法二,所以我事先在课件上准备好答案了。
方法一:像艾弗里那样把蛋白质和RNA分开,分别感染烟草,看结果如何。
方法二:像赫尔希和蔡斯那样,是用放射性同位素标记的方法,跟踪观察,看前后代保持连续性的是蛋白质还是RNA。
4.分享感悟,使课堂升华。学生分享:通过本课的学习,我体验到了科学探索是不断深入,不断完善的过程,在进行过程中会受当时技术发展的限制。体验到了科学探究的艰辛。
四、核心素养在课堂中的体现
1. 激发兴趣融入生命观念。在教学中老师运用艾弗里没有获得诺贝尔奖的原因?以及后人对艾弗里的评价。高度赞扬了艾弗里不为名利,只为科学发展的超脱精神。“看看如果我们生活在那个年代,有没有同学也能够像当时的科学家那样,做出大胆而聪明的设想,哪怕是与诺贝尔奖擦肩而过一回。”这句话会极大地影响学生,让学生树立起良好的人生观,价值观,科学观。分享感悟步骤操作得当,也会进一步培养学生的人生观,价值观。
2.问题引导,培养理性思维。为了引导学生探知实验设计思路,充分理解实验,本节课学生设疑,以问题串的形式引导学生理性思维,使学生的思考水平得到提升。
3.科学探究 追求严谨。在对设计的一系列问题的解答中,都能体现对学生科学探究的锻炼。在问题的引导下,同学们各组讨论总结,有些是通过充分阅读教材或课外知识对问题展开的讨论。
4.提升社会责任。给予学生高度评价时,让他们知道他们也是可以为中国争光,让中国获得诺贝尔奖的未来的希望,因为说得真诚,所以会起到不错的效果。
参考文献:
[1]赵恋君.初中生物课堂融入生物核心素养——以“人类应用遗传和变异原理培育新品种”为例中学生物教学2017 , 1-2:143-144
课题名称及编号:河南省教育科学“十三五”规划2019年度一般课题立足学生核心素养的生物高校课堂模式研究 [2019]-JKGHYB-1141。
关键词:核心素养;高校课堂;评价
一、教学目标
1.总结“DNA是主要的遗传物质”的探索过程。
2.分析证明DNA是主要的遗传物质的实验设计思路。
3.探讨实验技术在证明DNA是主要的遗传物质中的作用。
二、教学重点和难点
1.教学重点
(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
2.教学难点
肺炎双球菌转化实验的原理和过程
三、教学过程
1.引导学生预习。为了让学生有目的性的预习,生成的问题又不至于太脱离重点,同时又不影响学生的发散思维,我根据教材内容自己设计的预习指导问答题。
2.教师导入和分角色
根据课的内容把班内同学分为格里菲思组,艾弗里组,赫尔希和蔡斯组,RNA病毒研究组四组。在各组进行陈述之前我作为导演,对本节的一些知识背景进行阐述,把学生带入戏中。
师:作为遗传物质应该具备什么特征呢?因为之前在此方面有基础,所以经过讨论之后,不难回答出来:
2.1.能复制
2.2.能从上一代传给下一代
2.3.能携带遗传信息
2.4.能控制生物体性状
那么,寻找遗传物质就要以此为导向。下面请各位研究小组就自己组的试验及结果进行阐述看看如果我们生活在那个年代,有没有同学也能够像当时的科学家那样,做出大胆而聪明的设想,哪怕是与诺贝尔奖擦肩而过一回。
3.展示和相互质疑答疑及老师的即时评价
3.1各组的展示过程实际是对课本上的基础知识进行重现,当然在这个过程尽量让学生不依赖课本,这样才能真正的做到让学生熟悉课本。
3.1.1各组叙述之前老师都会有适当的旁白,以使课堂更有整体性,如在艾弗里组发言之前,老师可以出示以下知识背景:
艾弗里将他的肺炎双球菌转化实验整理成论文发表后在当时是引起了轰动的。虽然直到他去世也没获得诺贝尔奖这一至高荣誉,但许多科学家都认为世界欠他一个诺贝尔奖。再加上后来赫尔希和蔡斯的获奖。这足以说明这一实验成果的重要性和重大意义。
并显示人们对艾弗里的评价:20世纪科学史上的一大憾事,诺贝尔奖评选委员会惋惜的承认:“Avery于1944年关于DNA携带遗传信息的发现代表了遗传学领域中一个重大的成就,他没能得到诺贝尔奖是很遗憾的”。使学生产生情感和认识上的强烈冲击和巨大反差,刺激学生的探知欲望。形成良好的人生观,世界观和价值观。同时告知学生:当时已经有了物质提纯和鉴定技术。
3.1.2在赫尔希和蔡斯组发言之前老师可以旁白:
知识背景:当时已经知道DNA和蛋白质的元素组成。T2噬菌体的结构特点为:只有DNA和蛋白质。
新技术:放射性同位素标记法
电子显微镜下看到噬菌体侵染细菌的过程,但不知道进入细菌的是蛋白质还是DNA。
3.2等各组进行完展示后,给各组的表现给予评价打分。大家对课本的层次,基础内容也基本记住。本步骤虽然不难但不能缺少,很多理科学生不爱看书只爱做题,课本上的很多基础知识吃不透。这种方法讓他们充分记住课本上的基础知识,分角色表演具有趣味性。接下来就进入本节课的高潮阶段相互质疑,答疑及评价阶段。这是本节课的核心,很多考点就主要在这里集中。由于学生要针对课本内容设计出高知识含量的问题,所以他们在课下已经作过相关本节课的题。能总结出有水平的问题如下:
3.2.1艾弗里组给格里菲斯组提出以下问题:
你们试验中的第四组小鼠为什么会死亡,而第三组同样是注射加热杀死的S型细菌,为什么小鼠不死?
3.2.2赫尔希和蔡斯组给艾弗里组提出了以下问题:
你们试验的最后一组为什么要加入DNA酶?
你们对提取出的DNA纯度不高作何解释?
3.2.3 RNA病毒研究组对赫尔希和蔡斯组提出的问题更是全面而正中要害:
如何把亲代的噬菌体带上标记?用含放射性的培养基去直接培养行吗?
不用P,S标记,用N,H标记噬菌体行吗?
搅拌,离心的目的分别是什么?时间过长会出现什么现象?
试验最终结论是什么?这个结论是不是有待研究?
这些问题都是各组提前准备好,能很快写到黑板上的。以上这些问题是学生通过作相关题深挖出来的问题,是考点。所以对于提出的高质量的问题我会给予高度赞扬,也在评价积分中加上较高分数的。
3.3各组针对以上提出的问题进行答疑,当然,对于答得不太完善的地方其他组可以补充。老师给予及时的评价和打分。在适当的时候老师会给予解围性质的发言。
3.4老师补充问题阶段(本阶段是在各组的问题都解决后,根据本节课内容需要设计的)
有一种专门寄生在烟草体内的病毒——烟草花叶病毒,也只含有两种成分,但这两种成分是蛋白质和RNA,居然不含DNA!那么烟草花叶病毒的遗传物质是什么呢?请同学们根据今天所学的方法设计实验,请分组讨论。
客观讲,我在设计这个问题时也没指望同学们能回答出方法二,所以我事先在课件上准备好答案了。
方法一:像艾弗里那样把蛋白质和RNA分开,分别感染烟草,看结果如何。
方法二:像赫尔希和蔡斯那样,是用放射性同位素标记的方法,跟踪观察,看前后代保持连续性的是蛋白质还是RNA。
4.分享感悟,使课堂升华。学生分享:通过本课的学习,我体验到了科学探索是不断深入,不断完善的过程,在进行过程中会受当时技术发展的限制。体验到了科学探究的艰辛。
四、核心素养在课堂中的体现
1. 激发兴趣融入生命观念。在教学中老师运用艾弗里没有获得诺贝尔奖的原因?以及后人对艾弗里的评价。高度赞扬了艾弗里不为名利,只为科学发展的超脱精神。“看看如果我们生活在那个年代,有没有同学也能够像当时的科学家那样,做出大胆而聪明的设想,哪怕是与诺贝尔奖擦肩而过一回。”这句话会极大地影响学生,让学生树立起良好的人生观,价值观,科学观。分享感悟步骤操作得当,也会进一步培养学生的人生观,价值观。
2.问题引导,培养理性思维。为了引导学生探知实验设计思路,充分理解实验,本节课学生设疑,以问题串的形式引导学生理性思维,使学生的思考水平得到提升。
3.科学探究 追求严谨。在对设计的一系列问题的解答中,都能体现对学生科学探究的锻炼。在问题的引导下,同学们各组讨论总结,有些是通过充分阅读教材或课外知识对问题展开的讨论。
4.提升社会责任。给予学生高度评价时,让他们知道他们也是可以为中国争光,让中国获得诺贝尔奖的未来的希望,因为说得真诚,所以会起到不错的效果。
参考文献:
[1]赵恋君.初中生物课堂融入生物核心素养——以“人类应用遗传和变异原理培育新品种”为例中学生物教学2017 , 1-2:143-144
课题名称及编号:河南省教育科学“十三五”规划2019年度一般课题立足学生核心素养的生物高校课堂模式研究 [2019]-JKGHYB-1141。