高中生物教学中学生科学探究能力培养的策略

2019-11-17韩明月

中学课程辅导·教师教育（上、下） 2019年17期

韩明月

摘要：在高中生物教学中，教师应结合具体的教学内容，创设探究性学习情境，组织学生进行主动地探究学习，培养学生的科学探究能力和实践动手能力。本文以高中生物《DNA的分子结构》一课为例，阐述了教师在构建DNA分子的结构模型的过程中，引导学生进行科学探究的具体策略。

关键词：模型构建;科学探究;生物教学

中图分类号：G633.91文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2019）17-052-1

高中生物教学的内容涉及微观的细胞和分子结构，学生无法直观地观察到微观的结构，而物理模型则可以呈现出很强的直观形象信息，目前已经被广泛应用到高中生物教学中。鉴于此，教师在教学中，应该引导学生像科学家一样，边思考边动手构建DNA分子的结构模型，促进学生科学探究能力的提升，让学生体验到探究过程所带来的成就感。

一、教学过程

按照DNA的双螺旋结构的构建层次，将科学史资料嵌入到教学环节中，形成从“脱氧核苷酸——1条脱氧核苷酸链——DNA的平面结构——DNA双螺旋结构”的物理模型构建思路，引导学生构建DNA的双螺旋结构，让学生积极参与到探究过程，边思考动手，体验到探究的快乐。

教学片段1：脱氧核苷酸的构建

回顾必修1所学DNA分子的元素组成和基本单位，利用学校实验室的模型材料，构建4种脱氧核苷酸。PPT展示脱氧核苷酸模型图，学生修正。

回顾必修1所学DNA分子的化学组成。DNA的化学组成元素？DNA的基本单位是什么？多媒体展示脱氧核苷酸的结构简式，学生观察脱氧核苷酸的结构简式，分析其组成特点。师生共同总结：脱氧核苷酸中，脱氧核糖位于中心，一端连接磷酸，另一端连接含氮碱基。

利用学校实验室的模型材料，構建4种脱氧核苷酸。脱氧核苷酸中，磷酸和脱氧核糖是固定的，碱基有哪几种？（腺嘌呤、胸腺嘧啶、胞嘧啶和鸟嘌呤）请同学观察手边的实验材料，白色的球代表磷酸，黑色的柱状体代表磷酸，四种彩色的圆柱代表四种碱基。利用手中材料，请你尝试构建出1个脱氧核苷酸的结构模型？学生构建出一个脱氧核苷酸的模型，展示，师生讨论，并进行修正。请每位同学构建出四种脱氧核苷酸的模型，每种两个，共8个脱氧核苷酸。

教学片段2：一条脱氧核苷酸链的构建

师：科学家们进一步发现DNA就是以4种脱氧核苷酸为单位连接而成的长链。脱氧核苷酸间如何连接呢？请同学把自己构建的脱氧核苷酸连在一起，形成一条脱氧核苷酸链。学生构建脱氧核苷酸链（学生构建时出现各种各样的错误）展示资料1：20世纪30年代，科学家发现DNA中每个脱氧核苷酸的脱氧核糖与另外一个脱氧核苷酸的磷酸连接在一起，形成糖——磷酸骨架。

学生根据资料信息，对自己构建的脱氧核苷酸链进行修正，展示。师生共同总结：DNA就是由4种脱氧核苷酸为连接而成的长链结构，两个脱氧核苷酸在磷酸和脱氧核糖之间形成磷酸二酯键，将脱氧核苷酸连接起来形成长链。学生对自己构建的脱氧核苷酸链进行修正。

教学片段3：脱氧核苷酸双链的构建（DNA分子的平面结构）

提问：DNA分子有几条脱氧核苷酸连构成呢？DNA是一种什么样的结构呢？利用手中所构建的脱氧核苷酸单链，如何构建出DNA的双链结构？

资料2：1953年2月，沃森从威尔金斯那里知道DNA分子有两条链构成，糖——磷酸骨架位于分子外侧。

学生构建DNA的双链模型，有不少同学发现自己构建的两条链之间无法连接。

展示资料3：科学家查哥夫研究得出，腺嘌呤的量总是等于胸腺嘧啶的量，鸟嘌呤的量总是等于胞嘧啶的量的关系。

引导：资料为模型的构建可以提供哪些帮助？DNA双链的构建有哪些关键环节？学生讨论并总结：DNA的两条链的碱基之间相互连接，腺嘌呤和胸腺嘧啶相连，胞嘧啶和鸟嘌呤相连，构成双链结构。学生对所构建的的DNA双链结构进行修订，教师指导，学生代表展示。

教学片段4：DNA分子双螺旋结构的构建

展示资料4：1953年4月25日，克里克和沃森在《自然》杂志上发表了DNA的双螺旋结构，他们因发现DNA的双螺旋结构而获得了1962年的诺贝尔生理学奖。DNA的双螺旋结构如何形成？DNA的双螺旋结构有什么特点？

教师演示DNA的双螺旋结构形成过程的动画，学生尝试在构建好的DNA分子的平面结构基础上进一步构建出DNA的双螺旋结构。学生代表展示，教师进行纠正。师生共同总结DNA双螺旋结构的特点。

二、教学反思

科学探究是指学生针对特定的生物学现象，进行观察、提问、设计实验、进行实验，以及对实验结果进行讨论与交流的能力。开展探究性学习是培养学生科学探究能力的重要途径。