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多元智能理论由美国心理学家Howard Gardner提出,他先后提出每个个体都具有九种智能(语言、数理逻辑、视觉空间、生存智能等)。根据多元智能的教育教学理念,设计课堂教学策略时可以有两种思路:为多元智能而教;通过多元智能来教。为了在生物课堂中可以更好的运用多元智能理论,笔者认为可以采取如图1所示的教学设计过程。
1教材与学生分析
本节内容选自人教版必修2第三章第二节,主要介绍DNA分子的结构的发现过程(教学重点)以及DNA分子结构的特点(教学难点)。本节内容是高中生物由宏观进入微观的转折点,起到了承上启下的作用,高一学生已经具备了关于DNA的一些基础知识,并且已经初步具备了一些观察分析、讨论交流、知识迁移的能力,但尚不完善。
2教学目标
①通过学习DNA结构,渗透结构与功能观,侧重培养视觉空间智能。
②科学史的学习培养批判性思维;文字、图片资料分析,对DNA结构特点分析,培养分析归纳能力,侧重培养语言、自然观察、数理逻辑智能。
③DNA模型构建体会做出假设——不断修正的探究过程,培养身体一动作、人际交流、自我反省智能。
④感悟科学精神,树立社会责任。
3教学过程
3.1创设视觉情境,导入課堂
教师:①提供能证明DNA是遗传物质的实验图片;②提供细胞核、染色体、DNA的关系图片;③提问:DNA为什么能够作为遗传物质?
学生活动:通过图片,运用视觉一空间智能回顾旧知识,DNA这一抽象概念建立初步认识,并激起求知欲。
3.2基于科学史,设计问题串引导探究
3.2.1脱氧核苷酸模型建构
学生阅读:教材47-48页的资料。
教师提问:①DNA的基本组成单位?②脱氧核苷酸的组成成分?各成分之间如何连接?③脱氧核苷酸几种类型?
学生活动:在纸上画出脱氧核苷酸的模型图(图2),小组同学相互纠错,进一步加深对磷酸基团正确连接位置的印象。
3.2.2脱氧核苷酸长链模型建构
教师提问:脱氧核苷酸这种小分子物质如何组成大分子DNA?
教师补充资料1:磷酸二酯键是一种化学基团,指一分子磷酸与两个醇(羟基)酯化形成的两个酯键。磷酸二酯键成了两个醇之间的桥梁。例如前一个核苷酸的糖基中的3’羟基和后一个核苷酸的5’-磷酸基形成酯键,此处的磷酸基同时与前后两个羟基形成酯键,故称磷酸二酯键。
学生活动:尝试在纸上构建一条脱氧核苷酸的长链,并圈出磷酸二酯键的位置。小组成员相互评价、纠错。
设计意图:通过资料阅读,加强学生的言语智能;通过设计问题,为学生的自主探究活动指明方向,避免盲目探究,由此使学生体会科学思维,并培养其逻辑一数理智能。
3.2.3DNA模型建构
教师提问:脱氧核苷酸长链是如何组成DNA呢?
教师补充资料2:20世纪30年代后期,瑞典的科学家们就证明DNA是不对称的。第二次世界大战后,用电子显微镜测定的DNA分子结构的直径为2nm。
教师补充资料3:衍射又称为绕射,光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象,DNA衍射图谱分析如图3所示。
若教师没有补充额外地关于衍射图谱的资料,图3所示的衍射图谱并不有利于学生掌握DNA结构,反而会更混乱。
教师提问:DNA由几条链组成?它有怎样的立体结构?
学生:结合书本资料和补充资料回答DNA分子由两条链组成的双螺旋结构。
教师继续提问:两条双链之间是如何连接的?
教师补充资料4:碱基疏水,脱氧核糖与磷酸亲水,DNA主要分布在细胞核基质中,基质是一种水环境。
学生:思考双链中碱基、磷酸、脱氧核糖的排列位置,并结合碱基数量关系画出DNA的平面模型。此时易出现如图4所示的错误:
教师设计活动引导:让学生用身体模拟脱氧核苷酸进行配对,如图5所示。
学生:通过模拟配对形成认知冲突,发现只有一个同学反向站或者倒立才能完成配对,从而理解DNA双链的反向平行。
学生:观察发现碱基之间形成的化学键都是通过H来相连,且AT之间有两个键,GC之间有三个键。
教师补充:这种以H为媒介形成的共价化学键称为氢键
学生:完善对DNA双链模型的构建,并尝试构建立体双螺旋模型。
教师继续引导:大多数情况下,DNA都是右手螺旋的,只有少数的Z-DNA会出现局部的左旋。
学生发现错误,并按右手螺旋定则螺旋成DNA立体模型。
设计意图:资料图的使用能运用学生的视觉一空间智能和自然观察智能,在脑海中初步构建DNA的结构。当立体想象出现障碍时,教师设计活动让学生依靠身体一运动智能来完成知识理解,通过知识的多元表征来完成对概念的构建。教师不断引导学生思考自己构建模型的不合理之处,让学生体会批判性思维,与此同时锻炼学生的自我反省智能。
3.3小组合作,总结DNA结构特点
教师要求:各小组将自己构建的DNA放在一起进行比较,找出其异同,并提出问题:DNA作为遗传物质有哪些结构基础呢?
学生经过讨论总结出:①DNA的结构相同:以磷酸一脱氧核糖交替排列作为骨架,碱基互补配对原则不变(稳定性);②相同位置碱基种类不同:碱基对排列顺序千变万化(多样性);③每个人的DNA模型都不同:特定的DNA有其特定的碱基序列(特异性)。
教师补充资料6:①蛋白质变性温度:60℃,DNA变性温度:90℃以上,RNA:单链易断裂易突变,只有在80℃才能长期保存。②警察利用从血液头发中提取的DNA锁定犯罪嫌疑人。③人类基因组含有约30亿个DNA碱基对。
学生通过具体案例,把抽象知识直观化,形象理解DNA特性。
设计意图:通过设计学生小组合作活动,让学生自主思考、讨论交流、相互评价,最后总结归纳知识,回扣引入,渗透结构与功能观,同时促进学生的人际关系、数理逻辑智能并发展视觉空间智能。
3.4巩固提升
学生完成表1。
设计意图:通过表格进行总结,对知识进行多元表征,并锻炼学生的数理逻辑智能。
4反思
本节课主要基于多元智能理论,尝试从多角度将本节重难点知识进行多元表征。通过科学史引导,学生自主获取信息,构建模型逐级完成对DNA结构的认识。教师采取小组合作的方式,学生自主观察、分析、讨论、总结归纳出DNA结构的特点以及特性,并在过程中相互评价。形成性评价有利于培养学生的自知反省智能。总之,在生物课堂中,教师应该注重学生多种智能的培养,可能会有一些意想之外的收获。
1教材与学生分析
本节内容选自人教版必修2第三章第二节,主要介绍DNA分子的结构的发现过程(教学重点)以及DNA分子结构的特点(教学难点)。本节内容是高中生物由宏观进入微观的转折点,起到了承上启下的作用,高一学生已经具备了关于DNA的一些基础知识,并且已经初步具备了一些观察分析、讨论交流、知识迁移的能力,但尚不完善。
2教学目标
①通过学习DNA结构,渗透结构与功能观,侧重培养视觉空间智能。
②科学史的学习培养批判性思维;文字、图片资料分析,对DNA结构特点分析,培养分析归纳能力,侧重培养语言、自然观察、数理逻辑智能。
③DNA模型构建体会做出假设——不断修正的探究过程,培养身体一动作、人际交流、自我反省智能。
④感悟科学精神,树立社会责任。
3教学过程
3.1创设视觉情境,导入課堂
教师:①提供能证明DNA是遗传物质的实验图片;②提供细胞核、染色体、DNA的关系图片;③提问:DNA为什么能够作为遗传物质?
学生活动:通过图片,运用视觉一空间智能回顾旧知识,DNA这一抽象概念建立初步认识,并激起求知欲。
3.2基于科学史,设计问题串引导探究
3.2.1脱氧核苷酸模型建构
学生阅读:教材47-48页的资料。
教师提问:①DNA的基本组成单位?②脱氧核苷酸的组成成分?各成分之间如何连接?③脱氧核苷酸几种类型?
学生活动:在纸上画出脱氧核苷酸的模型图(图2),小组同学相互纠错,进一步加深对磷酸基团正确连接位置的印象。
3.2.2脱氧核苷酸长链模型建构
教师提问:脱氧核苷酸这种小分子物质如何组成大分子DNA?
教师补充资料1:磷酸二酯键是一种化学基团,指一分子磷酸与两个醇(羟基)酯化形成的两个酯键。磷酸二酯键成了两个醇之间的桥梁。例如前一个核苷酸的糖基中的3’羟基和后一个核苷酸的5’-磷酸基形成酯键,此处的磷酸基同时与前后两个羟基形成酯键,故称磷酸二酯键。
学生活动:尝试在纸上构建一条脱氧核苷酸的长链,并圈出磷酸二酯键的位置。小组成员相互评价、纠错。
设计意图:通过资料阅读,加强学生的言语智能;通过设计问题,为学生的自主探究活动指明方向,避免盲目探究,由此使学生体会科学思维,并培养其逻辑一数理智能。
3.2.3DNA模型建构
教师提问:脱氧核苷酸长链是如何组成DNA呢?
教师补充资料2:20世纪30年代后期,瑞典的科学家们就证明DNA是不对称的。第二次世界大战后,用电子显微镜测定的DNA分子结构的直径为2nm。
教师补充资料3:衍射又称为绕射,光线照射到物体边沿后通过散射继续在空间发射的现象,DNA衍射图谱分析如图3所示。
若教师没有补充额外地关于衍射图谱的资料,图3所示的衍射图谱并不有利于学生掌握DNA结构,反而会更混乱。
教师提问:DNA由几条链组成?它有怎样的立体结构?
学生:结合书本资料和补充资料回答DNA分子由两条链组成的双螺旋结构。
教师继续提问:两条双链之间是如何连接的?
教师补充资料4:碱基疏水,脱氧核糖与磷酸亲水,DNA主要分布在细胞核基质中,基质是一种水环境。
学生:思考双链中碱基、磷酸、脱氧核糖的排列位置,并结合碱基数量关系画出DNA的平面模型。此时易出现如图4所示的错误:
教师设计活动引导:让学生用身体模拟脱氧核苷酸进行配对,如图5所示。
学生:通过模拟配对形成认知冲突,发现只有一个同学反向站或者倒立才能完成配对,从而理解DNA双链的反向平行。
学生:观察发现碱基之间形成的化学键都是通过H来相连,且AT之间有两个键,GC之间有三个键。
教师补充:这种以H为媒介形成的共价化学键称为氢键
学生:完善对DNA双链模型的构建,并尝试构建立体双螺旋模型。
教师继续引导:大多数情况下,DNA都是右手螺旋的,只有少数的Z-DNA会出现局部的左旋。
学生发现错误,并按右手螺旋定则螺旋成DNA立体模型。
设计意图:资料图的使用能运用学生的视觉一空间智能和自然观察智能,在脑海中初步构建DNA的结构。当立体想象出现障碍时,教师设计活动让学生依靠身体一运动智能来完成知识理解,通过知识的多元表征来完成对概念的构建。教师不断引导学生思考自己构建模型的不合理之处,让学生体会批判性思维,与此同时锻炼学生的自我反省智能。
3.3小组合作,总结DNA结构特点
教师要求:各小组将自己构建的DNA放在一起进行比较,找出其异同,并提出问题:DNA作为遗传物质有哪些结构基础呢?
学生经过讨论总结出:①DNA的结构相同:以磷酸一脱氧核糖交替排列作为骨架,碱基互补配对原则不变(稳定性);②相同位置碱基种类不同:碱基对排列顺序千变万化(多样性);③每个人的DNA模型都不同:特定的DNA有其特定的碱基序列(特异性)。
教师补充资料6:①蛋白质变性温度:60℃,DNA变性温度:90℃以上,RNA:单链易断裂易突变,只有在80℃才能长期保存。②警察利用从血液头发中提取的DNA锁定犯罪嫌疑人。③人类基因组含有约30亿个DNA碱基对。
学生通过具体案例,把抽象知识直观化,形象理解DNA特性。
设计意图:通过设计学生小组合作活动,让学生自主思考、讨论交流、相互评价,最后总结归纳知识,回扣引入,渗透结构与功能观,同时促进学生的人际关系、数理逻辑智能并发展视觉空间智能。
3.4巩固提升
学生完成表1。
设计意图:通过表格进行总结,对知识进行多元表征,并锻炼学生的数理逻辑智能。
4反思
本节课主要基于多元智能理论,尝试从多角度将本节重难点知识进行多元表征。通过科学史引导,学生自主获取信息,构建模型逐级完成对DNA结构的认识。教师采取小组合作的方式,学生自主观察、分析、讨论、总结归纳出DNA结构的特点以及特性,并在过程中相互评价。形成性评价有利于培养学生的自知反省智能。总之,在生物课堂中,教师应该注重学生多种智能的培养,可能会有一些意想之外的收获。