dna分子结构《DNA分子的结构》模型制作线上分享会

2023-03-08 16:31:00

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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