基于大概念教学的“DNA是主要的遗传物质”教学设计

基于大概念教学的“DNA是主要的遗传物质”教学设计

周先秀

四川省宜宾市第一中学校

2022年是四川新课改的第一年，面对新教材的变化，教师对它应该要有清晰的把握，才能从容应对新课程的要求，取得理想的教学效果。为了顺利实现从老教材到新教材的过渡，并且在教学中落实核心素养，进行大概念教学，并通过相应的教学方法，使学生在高考中取得优异的成绩，本文以人教版生物学必修二遗传与进化中第3章第1节“DNA是主要的遗传物质”为例，进行教学设计，希望对广大教师提供教学参考。这一节内容我们是沿着科学家的足迹，去得到DNA是主要的遗传物质，而科学史是最能体现生物学科核心素养目标的教学素材，因为其本身反映的是就是知识的发生、发展过程。所以以这一节为例，说明大概念教学的重要意义。

一、课标分析

必修二遗传与进化第3章第1节DNA是主要的遗传物质是大概念3下遗传信息控制生物性状并代代相传下的次位概念，主要体现如下：

二、

教学方法

在学习本节课之前，学生已经学习了组成细胞的分子，生命活动的主要承担者是蛋白质，核酸是遗传信息的携带者，蛋白质和核酸的元素组成，基本单位等，以及病毒的生命活动离不开细胞，有一定的知识基础。并且也知道科学研究的一般方法；具有相应的分析科学史、得出相关结论的能力和一定的实验探究能力，同时具备一定的逻辑思维能力，能基于观点寻找证据，论证证据和论点之间的联系。也具备一定的批判性思维能力。基于学生已上知识基础和能力基础，本节课我主要采用科学论证的教学方法。

三、教学流程

3.1课前准备

因为第3章第1节“DNA是主要的遗传物质”这一节内容在课标中只有一课时，而格里菲思实验比较简单，所以我采用的是课前学生填空完成，然后课堂中解决所存在的问题。

染色体的主要成分是？早期科学家认为蛋白质是遗传物质的原因是？格里菲思实验材料分别有？S型细菌和R型细菌菌体有无多糖类荚膜？菌落特点？有无致病性？用文字箭头描述格里菲思的肺炎链球菌体内转化实验，并写出实验的结果和结论?用表格形式呈现出来。

3.2提出观点

①肺炎链球菌是一种细菌微生物，在培养基上繁殖形成子细胞群体—菌落，人的肉眼才可直观看到，根据菌落的形态、颜色等判断肺炎链球菌是S型还是R型。

②格里菲思实验推断：已经加热致死的S型细菌，含有某种促使R型活细菌转化为S型活细菌的活性物质——转化因子。

③将S型细菌加热杀死、破碎细胞结构，提取S型细菌细胞内的各种物质，制成S型细菌细胞的提取物。

结合必修一“蛋白质”“核酸”的学习，你认为转化因子是什么物质？利用S型细菌细胞的提取物、活的R型细菌、培养基如何设计实验证明你的观点？分析实验结果，你提出的观点是？

这本分知识运用“假说一演绎”等科学思维方法，能基于论据论证支持自我观点，发展逻辑思维。基于3则资料和已学的“蛋白质是生命活动的承担者”、“核酸是遗传信息的携带者”等知识，学生可以快速表达自己的观点，并结合实验的原则、设计实验方案，证明自己的观点。以资料呈现已学知识的形式，既复习了旧知识，又引出新课，符合学生的认知规律。

3.3寻找证据并推理

证据1：艾弗里肺炎链球菌体外转化实验（课本实验）

（1）该实验原理是什么？第一组的作用是什么？该实验巧妙之处是什么？

（2）基于你的观点，写出每一组的实验结果：

（3）基于你的推理，写出艾弗里的观点？

通过设置问题分析实验过程，提高科学探究能力，同时以史激趣，促使学生“发现问题”，让学生沿着科学的发展轨迹分析问题，体验科学家的探究思维，通过对比控制自变量“加法原理”“减法原理”，学会科学研究的方法和基本步骤。

证据2：T2噬菌体是一种病毒微生物，结构极其简单，仅由DNA和蛋白质外壳组成，其无法单独在培养基上繁殖，只能专一性的寄生在大肠杆菌体内，其繁殖的过程主要包括：吸附在大肠杆菌上→注入自身的DNA→利用大肠杆菌体内的物质合成新的DNA和蛋白质外壳→组装成完整个体→子代噬菌体数量过多时，大肠杆菌裂解释放子代噬菌体。

（1）T2噬菌体被当做“证明DNA是遗传物质”的遗传学材料的优点有哪些？

能不能借助艾弗里的研究方法对T2噬菌体病毒的繁殖展开研究？

（2）基于观点，分析赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验流程，小组合作完成关于后续实验流程中各操作的问题串。

a短时间保温的目的是什么？时间过长过短会对实验造成怎样的干扰？

b搅拌的目的是什么？搅拌的力度过大过小会对实验造成怎样的干扰？

c离心的目的是什么？d检测指标是什么？

（3）写出预期实验结果

（4）基于你的推理，写出赫尔希和蔡斯的观点

通过资料回忆已学噬菌体结构，有利于前后知识的衔接，便于下一步更好的学习。学生通过问题串层层深入地思考，了解了标记T2噬菌体的方法，为理解噬菌体侵染细菌的实验打好基础。通过学生讨论探究，能够进一步有效突破重点理解选材噬菌体原因，不仅让学生在讨论探究中体会合作学习，而且培养了学生分析问题、解决问题的能力和科学探究的能力。认同生物进化的思想，肯定技术更新对科学发展、社会进步的价值。

3.4批判反驳

（1）只有DNA是遗传物质吗？

（2）尝试推理构建实验证据和观点之间的联系

设计实验证明烟草花叶病毒的遗传物质是RNA。要求：用文字箭头描述出实验思路。

3.5建构概念

（1）总结各种生物的遗传物质

（2）构建概念：因为绝大多数生物的遗传物质是DNA，所以说DNA是主要的遗传物质

四、教学反思

本节课用科学论证的思维将科学史连接成一条线，这是一大亮点。学生活动设计使他们具有一定的能力提升，并在这个过程中关键概念逐渐建构出来。这节课符合大概念教学活动过程，充分的体现了教师的主导作用和学生的主体地位。