從實驗設(shè)計思路和原則角度領(lǐng)悟生物學(xué)核心概念

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1、從實驗設(shè)計思路和原則角度領(lǐng)悟生物學(xué)核心概念　　教學(xué)的依據(jù)不是教材，而是課程標(biāo)準(zhǔn)?！镀胀ǜ咧猩镎n程標(biāo)準(zhǔn)（實驗）》的四條基本理念是提高生物科學(xué)素養(yǎng)、面向全體學(xué)生、倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)和注重與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，并倡導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念。可見“提高生物科學(xué)素養(yǎng)”的核心是教師要進(jìn)行生物學(xué)概念的教學(xué)，尤其是核心概念的教學(xué)。美國的布魯納曾說：概念學(xué)習(xí)是人類學(xué)習(xí)的核心。因此，在生物學(xué)課堂教學(xué)中應(yīng)采取多種策略，如以學(xué)生儲備的知識構(gòu)建核心概念、以學(xué)生活動構(gòu)建核心概念、以實驗構(gòu)建核心概念等，幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)核心概念，促進(jìn)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的形成。　　1.考綱要求及教學(xué)策略　　在高

2、三一輪復(fù)習(xí)中，學(xué)生對知識已有一定的認(rèn)識，失去新鮮感，因而教師不能對知識進(jìn)行簡單的重現(xiàn)，而應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生立足教材，夯實基礎(chǔ)知識和基本技能，提高理性思維能力?？季V中對“人類對遺傳物質(zhì)的探索過程”為Ⅱ類要求，“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)中“遺傳物質(zhì)”是生物學(xué)概念，“DNA是遺傳物質(zhì)，遺傳信息的傳遞是通過DNA復(fù)制實現(xiàn)的”是核心概念，核心概念的教學(xué)實際上是建立在一般概念、原理和規(guī)律之上的對生物學(xué)核心問題認(rèn)識和理解的構(gòu)建[1]，前者是構(gòu)建后者的重要基石?！斑z傳物質(zhì)”是親代與子代之間傳遞遺傳信息的物質(zhì)，如何理解“DNA是遺傳物質(zhì)，遺傳信息的傳遞是通過DNA復(fù)制實現(xiàn)的”這一核心概念？布魯納認(rèn)為“6人是通

3、過認(rèn)知表征的過程來獲得知識、實現(xiàn)學(xué)習(xí)的”。因此，教師不能不遵循認(rèn)知結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的規(guī)律，更不能用教師思維替代學(xué)生思維的發(fā)生、發(fā)展、延伸。教師可以科學(xué)家的研究歷程為背景資料，引導(dǎo)學(xué)生思考實驗設(shè)計思路，分析實驗現(xiàn)象，使學(xué)生從形象表征走向抽象表針，進(jìn)而理解核心概念。本節(jié)復(fù)習(xí)思路：遺傳現(xiàn)象→探究遺傳物質(zhì)→遺傳物質(zhì)必備條件→經(jīng)典實驗分析→正確理解“DNA是遺傳物質(zhì)，遺傳信息的傳遞是通過DNA復(fù)制實現(xiàn)的”和“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”?！　?.復(fù)習(xí)過程　　2.1導(dǎo)入　　生命之所以能夠一代一代地延續(xù)，主要是因為遺傳物質(zhì)綿延不斷地向后代傳遞，從而使后代具有與前代相同的性狀。遺傳給后代的究竟是什么？通過對細(xì)胞結(jié)構(gòu)

4、、細(xì)胞分裂、受精作用的學(xué)習(xí)可知，遺傳給后代的細(xì)胞是精子和卵細(xì)胞，遺傳給后代的結(jié)構(gòu)是染色體，染色體在生物的傳宗接代過程中，保持一定的穩(wěn)定性和連續(xù)性。染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)，誰才是遺傳給后代的物質(zhì)呢？引導(dǎo)學(xué)生思考“作為遺傳物質(zhì)，必須具備哪些條件”，使學(xué)生對遺傳物質(zhì)有正確的認(rèn)識。遺傳物質(zhì)需滿足以下四個條件：（1）能夠精確地自我復(fù)制，使前后代具有一定的連續(xù)性。（2）能夠指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成，從而控制生物的性狀和新陳代謝的過程。（3）具有貯存大量遺傳信息的潛在能力。（4）具有相對的穩(wěn)定性，可產(chǎn)生可遺傳的變異?！　?.2設(shè)計實驗探究“遺傳物質(zhì)究竟是什么”　　田奇林老師在《做一位“發(fā)展學(xué)生高階思

5、維能力”的積極踐行者》中指出[2]：前天――授人以魚，“灌知識”“灌方法”6，用自己的理解代替學(xué)生的理解；昨天――授人以漁，學(xué)會閱讀學(xué)習(xí)，變革接受學(xué)習(xí)，；今天――授人以漁場，給學(xué)生提供信息場、創(chuàng)設(shè)問題場、留足探索場、提供創(chuàng)造場、建構(gòu)情感場，讓學(xué)生摸索著捕，如有不會，再有針對性地指導(dǎo)；明天――“做科學(xué)”，生物是一門實驗學(xué)科。因此，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)發(fā)展學(xué)生理性思維，動腦動手，加強(qiáng)學(xué)生實驗設(shè)計能力尤其是實驗設(shè)計思路的培養(yǎng)和訓(xùn)練。　　根據(jù)導(dǎo)入中染色體的主要成分是DNA和蛋白質(zhì)及遺傳物質(zhì)的滿足條件可知，遺傳物質(zhì)是DNA或蛋白質(zhì)，依據(jù)實驗設(shè)計的單一變量原則和對照原則，實驗應(yīng)設(shè)法將DNA和蛋

6、白質(zhì)分開，可通過分離提純法或同位素標(biāo)記法實現(xiàn)，然后單獨看其作用。若是探究未知病毒遺傳物質(zhì)是DNA還是RNA，可利用酶的專一性，通過酶解法，破壞一種物質(zhì)，看另一種物質(zhì)，也可以使用病毒重組法。　　2.3教材中的三個經(jīng)典實驗如何體現(xiàn)單一變量原則和對照原則　　從實驗設(shè)計的兩大原則角度，重新審視經(jīng)典實驗，加深對實驗的理解。將教材中的基礎(chǔ)和主干知識以問題的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，既能夯實基礎(chǔ)，又能提高實驗設(shè)計和分析能力。　　2.3.1肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗　?。?）R型活細(xì)菌小鼠→健康　?。?）S型活細(xì)菌小鼠→死亡　?。?）加熱后殺死的S型細(xì)菌小鼠→健康　?。?）R型活細(xì)菌+加熱后殺死的S型細(xì)菌小鼠→死亡6

7、　　（1）（2）兩組通過控制細(xì)菌的類型進(jìn)行對照，可知R型活細(xì)菌是無毒的，而S型活細(xì)菌是有毒的。（2）（3）兩組通過控制S型細(xì)菌的存活狀態(tài)進(jìn)行對照，可知加熱后殺死的S型細(xì)菌是無毒的。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的第（4）組實驗，實驗現(xiàn)象是小鼠死亡，從小鼠體內(nèi)分離出S型活細(xì)菌，但是注射到小鼠體內(nèi)的是活的R型細(xì)菌和加熱殺死的S型細(xì)菌，小鼠體內(nèi)無毒的R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化有毒的S型活細(xì)菌的實質(zhì)是什么？第（4）組死亡的小鼠體內(nèi)都是S型活細(xì)菌嗎？為什么？　　由該實驗