盛京京 周先葉
多元智能理論由美國心理學(xué)家Howard Gardner提出,他先后提出每個個體都具有九種智能(語言、數(shù)理邏輯、視覺空間、生存智能等)。根據(jù)多元智能的教育教學(xué)理念,設(shè)計課堂教學(xué)策略時可以有兩種思路:為多元智能而教;通過多元智能來教。為了在生物課堂中可以更好的運用多元智能理論,筆者認(rèn)為可以采取如圖1所示的教學(xué)設(shè)計過程。
1教材與學(xué)生分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版必修2第三章第二節(jié),主要介紹DNA分子的結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)過程(教學(xué)重點)以及DNA分子結(jié)構(gòu)的特點(教學(xué)難點)。本節(jié)內(nèi)容是高中生物由宏觀進(jìn)入微觀的轉(zhuǎn)折點,起到了承上啟下的作用,高一學(xué)生已經(jīng)具備了關(guān)于DNA的一些基礎(chǔ)知識,并且已經(jīng)初步具備了一些觀察分析、討論交流、知識遷移的能力,但尚不完善。
2教學(xué)目標(biāo)
①通過學(xué)習(xí)DNA結(jié)構(gòu),滲透結(jié)構(gòu)與功能觀,側(cè)重培養(yǎng)視覺空間智能。
②科學(xué)史的學(xué)習(xí)培養(yǎng)批判性思維;文字、圖片資料分析,對DNA結(jié)構(gòu)特點分析,培養(yǎng)分析歸納能力,側(cè)重培養(yǎng)語言、自然觀察、數(shù)理邏輯智能。
③DNA模型構(gòu)建體會做出假設(shè)——不斷修正的探究過程,培養(yǎng)身體一動作、人際交流、自我反省智能。
④感悟科學(xué)精神,樹立社會責(zé)任。
3教學(xué)過程
3.1創(chuàng)設(shè)視覺情境,導(dǎo)入課堂
教師:①提供能證明DNA是遺傳物質(zhì)的實驗圖片;②提供細(xì)胞核、染色體、DNA的關(guān)系圖片;③提問:DNA為什么能夠作為遺傳物質(zhì)?
學(xué)生活動:通過圖片,運用視覺一空間智能回顧舊知識,DNA這一抽象概念建立初步認(rèn)識,并激起求知欲。
3.2基于科學(xué)史,設(shè)計問題串引導(dǎo)探究
3.2.1脫氧核苷酸模型建構(gòu)
學(xué)生閱讀:教材47-48頁的資料。
教師提問:①DNA的基本組成單位?②脫氧核苷酸的組成成分?各成分之間如何連接?③脫氧核苷酸幾種類型?
學(xué)生活動:在紙上畫出脫氧核苷酸的模型圖(圖2),小組同學(xué)相互糾錯,進(jìn)一步加深對磷酸基團(tuán)正確連接位置的印象。
3.2.2脫氧核苷酸長鏈模型建構(gòu)
教師提問:脫氧核苷酸這種小分子物質(zhì)如何組成大分子DNA?
教師補充資料1:磷酸二酯鍵是一種化學(xué)基團(tuán),指一分子磷酸與兩個醇(羥基)酯化形成的兩個酯鍵。磷酸二酯鍵成了兩個醇之間的橋梁。例如前一個核苷酸的糖基中的3羥基和后一個核苷酸的5'-磷酸基形成酯鍵,此處的磷酸基同時與前后兩個羥基形成酯鍵,故稱磷酸二酯鍵。
學(xué)生活動:嘗試在紙上構(gòu)建一條脫氧核苷酸的長鏈,并圈出磷酸二酯鍵的位置。小組成員相互評價、糾錯。
設(shè)計意圖:通過資料閱讀,加強學(xué)生的言語智能;通過設(shè)計問題,為學(xué)生的自主探究活動指明方向,避免盲目探究,由此使學(xué)生體會科學(xué)思維,并培養(yǎng)其邏輯一數(shù)理智能。
3.2.3DNA模型建構(gòu)
教師提問:脫氧核苷酸長鏈?zhǔn)侨绾谓M成DNA呢?
教師補充資料2:20世紀(jì)30年代后期,瑞典的科學(xué)家們就證明DNA是不對稱的。第二次世界大戰(zhàn)后,用電子顯微鏡測定的DNA分子結(jié)構(gòu)的直徑為2nm。
教師補充資料3:衍射又稱為繞射,光線照射到物體邊沿后通過散射繼續(xù)在空間發(fā)射的現(xiàn)象,DNA衍射圖譜分析如圖3所示。
若教師沒有補充額外地關(guān)于衍射圖譜的資料,圖3所示的衍射圖譜并不有利于學(xué)生掌握DNA結(jié)構(gòu),反而會更混亂。
教師提問:DNA由幾條鏈組成?它有怎樣的立體結(jié)構(gòu)?
學(xué)生:結(jié)合書本資料和補充資料回答DNA分子由兩條鏈組成的雙螺旋結(jié)構(gòu)。
教師繼續(xù)提問:兩條雙鏈之間是如何連接的?
教師補充資料4:堿基疏水,脫氧核糖與磷酸親水,DNA主要分布在細(xì)胞核基質(zhì)中,基質(zhì)是一種水環(huán)境。
學(xué)生:思考雙鏈中堿基、磷酸、脫氧核糖的排列位置,并結(jié)合堿基數(shù)量關(guān)系畫出DNA的平面模型。此時易出現(xiàn)如圖4所示的錯誤:
教師設(shè)計活動引導(dǎo):讓學(xué)生用身體模擬脫氧核苷酸進(jìn)行配對,如圖5所示。
學(xué)生:通過模擬配對形成認(rèn)知沖突,發(fā)現(xiàn)只有一個同學(xué)反向站或者倒立才能完成配對,從而理解DNA雙鏈的反向平行。
學(xué)生:觀察發(fā)現(xiàn)堿基之間形成的化學(xué)鍵都是通過H來相連,且AT之間有兩個鍵,GC之間有三個鍵。
教師補充:這種以H為媒介形成的共價化學(xué)鍵稱為氫鍵
學(xué)生:完善對DNA雙鏈模型的構(gòu)建,并嘗試構(gòu)建立體雙螺旋模型。
教師繼續(xù)引導(dǎo):大多數(shù)情況下,DNA都是右手螺旋的,只有少數(shù)的Z-DNA會出現(xiàn)局部的左旋。
學(xué)生發(fā)現(xiàn)錯誤,并按右手螺旋定則螺旋成DNA立體模型。
設(shè)計意圖:資料圖的使用能運用學(xué)生的視覺一空間智能和自然觀察智能,在腦海中初步構(gòu)建DNA的結(jié)構(gòu)。當(dāng)立體想象出現(xiàn)障礙時,教師設(shè)計活動讓學(xué)生依靠身體一運動智能來完成知識理解,通過知識的多元表征來完成對概念的構(gòu)建。教師不斷引導(dǎo)學(xué)生思考自己構(gòu)建模型的不合理之處,讓學(xué)生體會批判性思維,與此同時鍛煉學(xué)生的自我反省智能。
3.3小組合作,總結(jié)DNA結(jié)構(gòu)特點
教師要求:各小組將自己構(gòu)建的DNA放在一起進(jìn)行比較,找出其異同,并提出問題:DNA作為遺傳物質(zhì)有哪些結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)呢?
學(xué)生經(jīng)過討論總結(jié)出:①DNA的結(jié)構(gòu)相同:以磷酸一脫氧核糖交替排列作為骨架,堿基互補配對原則不變(穩(wěn)定性);②相同位置堿基種類不同:堿基對排列順序千變?nèi)f化(多樣性);③每個人的DNA模型都不同:特定的DNA有其特定的堿基序列(特異性)。
教師補充資料6:①蛋白質(zhì)變性溫度:60℃,DNA變性溫度:90℃以上,RNA:單鏈易斷裂易突變,只有在80℃才能長期保存。②警察利用從血液頭發(fā)中提取的DNA鎖定犯罪嫌疑人。③人類基因組含有約30億個DNA堿基對。
學(xué)生通過具體案例,把抽象知識直觀化,形象理解DNA特性。
設(shè)計意圖:通過設(shè)計學(xué)生小組合作活動,讓學(xué)生自主思考、討論交流、相互評價,最后總結(jié)歸納知識,回扣引入,滲透結(jié)構(gòu)與功能觀,同時促進(jìn)學(xué)生的人際關(guān)系、數(shù)理邏輯智能并發(fā)展視覺空間智能。
3.4鞏固提升
學(xué)生完成表1。
設(shè)計意圖:通過表格進(jìn)行總結(jié),對知識進(jìn)行多元表征,并鍛煉學(xué)生的數(shù)理邏輯智能。
4反思
本節(jié)課主要基于多元智能理論,嘗試從多角度將本節(jié)重難點知識進(jìn)行多元表征。通過科學(xué)史引導(dǎo),學(xué)生自主獲取信息,構(gòu)建模型逐級完成對DNA結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。教師采取小組合作的方式,學(xué)生自主觀察、分析、討論、總結(jié)歸納出DNA結(jié)構(gòu)的特點以及特性,并在過程中相互評價。形成性評價有利于培養(yǎng)學(xué)生的自知反省智能??傊谏镎n堂中,教師應(yīng)該注重學(xué)生多種智能的培養(yǎng),可能會有一些意想之外的收獲。