dna分子结构 《DNA分子的结构》模型制作线上分享会
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dna分子结构中小学“在线学习”微研究分享行动
徐忠文 老师黑龙江省齐齐哈尔市实验中学问题化研究所种子教师
经历了40多天的假期,学生和老师已经做好了开学的准备,可突如其来的疫情打乱了我们的生活节奏。我们期待的在校上课变成了网络直播课,由一名高中教师变成网络主播,我诚惶诚恐。因为现在的网络课程琳琅满目,如猿辅导、简单学习网、掌门1对1等等,只要点击支付,这些课程就可以随时收看,而且他们有专业团队的技术支持。所以,我害怕自己原有的“女神”形象一落千丈。高中的生物课程,既要满足学生知识深度与课堂容量的需求,又能充分落实生物学的核心素养,这对于网络平台经常出现卡顿的线上课,无疑是一个新的挑战。从理论上讲,高中的学生已有十六七岁,他们具有一定的自主能力,不管课堂内容生动与乏味,他们都要努力跟住老师的思路,因为学习是他们的责任与义务。但我们可以换位思考一下,如果我们每天一个人坐在电子屏幕前,收看每40分钟更换一次的具有高难度的科教片,我们会时刻不走神、片刻不溜号吗?我想我难以做到,除非这是一部动画片。那么,作为一位高中生物教师,我需要如何设计我的每一节课弥补线上教学互动不足的缺点呢?我们当然不能把课程变成动画片,更不能在课上增加无效的趣味环节,这样会大大降低课堂容量和课堂效率。为此,我尝试实践了一种线上线下复合式的教学方式,供大家参考。通过师生线下动手制作科学性、观赏性强的物理模型,在线上课与学生分享,既能激发学生的积极性,又能促进深度学习。
我以《DNA分子的结构》一节课为例,介绍一下我的做法。课前安排周五下午布置任务,每个班学号前1/3的学生制作真核生物细胞核DNA结构模型,中间1/3人制作原核生物DNA结构模型,后面1/3人制作新型冠状病毒的核酸模型。我只提出了两点要求:一是为了安全考虑不能外出购买材料,用自家已有材料如纸(可涂色)、塑料,铁丝,细绳等制作;二是有疑问咨询老师,做好后给老师发图片。到了周六上午,我开始接到学生们咨询的微信。A同学老师,原核生物的DNA与真核生物的DNA有什么区别呀?B同学
老师,新冠病毒的核酸是螺旋状的么?C同学老师,家里没有材料了,用纸折叠了一个模型。老师:折叠的可以,但想想如何将碱基对表示出来?D同学
老师,您看看我做的模型可以么?老师:每条链的结构连接正确,但两条链的反向关系没有表示出来,想想看,如何调整能表示反向平行的关系?
模型的构建与单纯的知识学习不同,首先要在大脑中形成对生物问题的一种映射,学生们不仅要把教材内容看透,还要通过实物形式表现出来。所以学生们在制作过程中会提出一些问题,能提出这些问题说明学生在做中去探索了、去思考了,老师还在有些同学的问题基础上进行了追问。由于本节内容难度不大,老师基本上都没有直接给出答案,而是加以引导或指导学生查阅资料。学生们经历阅读教材——建构模型——咨询老师或查阅资料——修改模型这样的过程后,不断的完善自己的模型,最后形成了自己满意的作品。到了周六下午,陆续收到学生发来的作品照片,直到周日晚上十点多还有学生在上交作业,到那时,已经七十多人上传了照片。周六上午我还担心,平时很少动手操作的学生们会不会偷懒,应付了事?当看到学生们发来的制作过程图后,发现原来自己的担心都是多余的。以下是学生上交作品时的部分截图。通过我与学生的对话,可以看出学生们颇有兴致地制作,而且想尽一切办法让模型更准确。课上展示教师直播讲解模型:老师也在家里制作了DNA模型,在讲到DNA分子结构时,我先演示并讲解了我制作的模型,让孩子们感受到老师对这次活动的重视。 同学们听了老师的讲解就会在心里与自己制作的模型形成对比,回忆自己制作时的思考过程,也期待着老师能展示自己的作品。这样,整节课学生都会跟住老师的思路,不可能溜号的。
学生直播介绍模型:高一十五班吴怡同学制作了两个模型:真核生物细胞核DNA和原核生物DNA模型,课上连麦让她介绍了自己制作的模型。老师:这两个模型有什么区别?
吴怡同学:彩纸制作的是链状的,代表真核细胞核DNA,铁丝毛线制作的是环状的,代表原核细胞拟核DNA。老师:简要说一下真核与原核DNA除空间结构的区别,还有哪些方面的不同?
吴怡同学:含氮碱基和五碳糖不同。DNA含有T和脱氧核糖,RNA含有U和核糖。老师:这一知识点叙述很准确,那么你仔细看一看自己制作的真核细胞的核DNA模型有没有问题呢?
吴怡同学:错把碱基T标成了U。老师:相信这一错误你永远也不会再出现了,模型制作最关键的一点就是科学准确,其他结构表达得没有任何问题。
老师:再评价一下自己的另一个模型,怎么做能使它更加完美呢?
吴怡同学:家里只有一个颜色的线,如果用四种颜色的毛线缠在上面,就能把四种碱基对表示出来了。老师:通过你的介绍能感受到你已经把DNA分子的结构弄懂了,这就是我们设计这次活动的意义。
由于连麦需要等待的时间,在课堂上只连麦了一名同学。可以看出,能自己制作模型,才能介绍清晰,然后才能评价其中的优缺点。
教师评价学生模型:在足不出户的情况下,学生们脑洞大开,制作的物理模型别出心裁,各有千秋,有平面的、有立体的、有整张纸折的、有裁剪拼接的、有用半成品材料加工成的、还有用计算机3D技术制作的,等等。学生们的创意让我大开眼界,学生们的能力让我为之赞许。
以下是学生的作品:
彩纸裁剪拼接的平面模型
整张纸折叠的平面模型▼
______________________________(左右滑动进行翻看)半成品加工的材料
原核生物的DNA模型
计算机3D制作的模型
新冠病毒的RNA模型
以往在学习DNA结构时,都是对着PPT中教材的图片去讲解,没有新鲜感,学生们很容易产生审美疲劳。而本节课用学生的图片和学生一起探讨,学生们感觉每一张图片都很新奇,每播放一张就会有一名同学的心里激起波澜,看完一张期待播放下一张,不会有视觉疲劳,不会希望课程赶紧结束。以往一节课只学习真核生物的DNA结构,而本节课又增加了原核生物DNA和新冠病毒RNA的结构,把这三者进行比对,学生们对它们结构上的区别更加清晰明了。本节课展示了这么多学生制作的模型,怎样区分模型的好坏呢?学生会想,为什么他的作品被展示了,而我的作品却没有被展示,老师评价的标准是什么呢?所以,课堂上老师明确模型评价的标准是很重要的,这会让学生感觉到公正公平。我提出了五点评价原则:科学、可行、简约、美观、环保,从这五个角度依次点评被展示的学生的作品,没有被展示的学生在心里也会有一个自评的过程。课后反馈模型的制作能否对学生学习DNA结构有一定的作用呢?是不是仅仅流于形式呢?学生对这样的活动又有什么感受呢?课后,我与认真制作模型的几个同学沟通了一下,能感受到学生们收获成功的喜悦。我们来听听学生的心声。
这样的活动,学生们都很乐意参与,他们都表示希望老师能多安排这样的活动。学生们在探究制作的过程中,真的对知识的学习有很大帮助,在做题时每遇到DNA结构的题总是能轻松地解决。授之以鱼不如授之以渔,我们教学的目的就是要培养学生这种终身学习的能力。构建物理模型对于抽象内容的理解,对于看不清摸不着结构的研究是一种科学的途径。众所周知,沃森和克里克就是运用构建物理模型的方法提出了DNA分子的双螺旋结构。在高中生物教材中,也有多处要求构建物理模型。在剪、标、粘、拼的过程中,学生要在脑海里一遍一遍地再现DNA的结构,这不仅能让学生更透彻地理解本节内容,还能深入体会生物学科的这种研究方法,这都体现了学生认知水平质的跃进。在我查到的课例资料中,让学生课堂上现场制作模型,有许多成功的案例,它对教学效果的提升是显而易见的。而在线上教学让学生能够主动参与比线下教学更重要,老师在分享同学的作品时,学生会感受到老师对学生学习过程的关注,拉近了师生间的距离,学生的学习态度会更积极主动。同时,学生把制作过程居家进行,老师把整理图片的过程也居家进行,还可以提高课堂效率,甚至弥补学生在学校上课时现场制作模型时时间紧、任务完不成的遗憾。在线分享的过程中,学生可以借鉴别人好的做法,给自己以启发,使自己的想法更加完善。
各位读者,根据不同学情,以上实践仅供参考,欢迎大家微信留言,共研共商,献计献策!
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