聚焦核心概念的遗传学单元整体教学——以“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在DNA分子上”为例.pdf

年 月 日 第 期生物版:/.建模资料的运用资料应通过筛选、加工和处理以充分凸显科学发展的主要环节并展示建模活动概括性与简化性的特点帮助学生清晰的明确建模目的和感受知识的产生、发展和完善的过程其次在选择模型的表征方式以及构建、评价和修正模型环节降低对于学生思维的约束尽可能多的开展小组交流、讨论的活动促使学生在过程中体会模型的多样性特点以及在循环修正过程中感受由心智模型向科学的概念模型的转变过程最后在应用模型环节围绕概念模型设计情境试题通过在新情境下使用已经搭建好的模型解决问题引导学生体会概念模型的用途并认同科学发展对于社会进步的重要意义如图.参考文献:中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(年版 年修订).北京:人民教育出版社:.中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准(年版).北京:北京师范大学出版社:.翟小铭郭玉英.美国科学建模教育研究三十年概述及启示.全球教育展望():.张静郭玉英.物理建模教学的理论与实践简介.大学物理():.:.(收稿日期:)聚焦核心概念的遗传学单元整体教学 以“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”为例张龙龙(桐乡市凤鸣高级中学 浙江 桐乡)摘 要:本文以核心概念“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”为例从核心概念梳理、单元整体教学设计、单元整体教学应用与评价等方面进行阐述旨在更好地提升教学的有效性落实生物学学科核心素养的培养.关键词:核心概念单元整体教学遗传学基金项目:桐乡市教育规划课题“基于生物学核心概念的单元整体教学研究”(项目编号:).作者简介:张龙龙()男山东潍坊人硕士中学高级教师研究方向:中学生物学教学.聚焦核心概念的教学是众多学者研究的热点核心概念是在学生忘掉知识的非本质信息和周边信息后仍然能用的概括性知识.学者普遍认为核心概念能够体现课程的核心观点来源于实践具有很强的逻辑性能将各知识点有机地连接起来从而使各知识点之间呈现出一定的整体性.进行核心概念教学要求教师深刻理解学科知识且能从容应对概念之间的联系要求单元整体教学以“情景任务活动评价”为课时教学蓝图强调知识的结构化和整体化避免学习的浅表化和碎片化从而有效地达成核心概念的建构.在此理论下笔者以“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”这一遗传学核心概念进行单元整体教学设计有效达成了教学目标.生物学核心概念梳理为了尽量做到客观、全面首先采用文献研究和问卷调查相结合的方法对生物学核心概念进行梳理.通过深入研究课程标准、教材和相关文献梳理高中生物学的概念性知识(图).根据对概念的深刻理解和对知识的整体把握确生物版 年 月 日 第 期 .立核心概念、次位概念和具体概念并用陈述句表示.遗传学是生命科学的核心模块为生命科学提供了统一的理论基础也为人们正确认识生命世界和人类社会的产生和发展提供了科学工具对人们的世界观、自然观和生命观都有着重要影响.根据普通高中生物学课程标准(年版)新浙科版生物学必修 教材第 章和第 章遗传学的核心概念是“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”.以这一核心概念为单元教学主题对本单元的次位概念和具体概念进行解构分析(表).表 “亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”核心概念解构分析核心概念具体概念生物学事实亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上多数生物的基因是 分子的功能片段有些病毒的基因在 分子上肺炎双球菌的遗传物质是 噬菌体的遗传物质是 烟草花叶病毒的遗传物质是 分子是由四种脱氧核苷酸构成碱基的排列顺序编码了遗传信息不同 分子的区别是核苷酸排列顺序不同 分子是通过半保留方式复制的密度梯度离心实验证明 复制是半保留复制 分子上的遗传信息通过 指导蛋白质合成转基因实验表明转入水母绿色荧光蛋白基因的转基因鼠在紫外灯照射下能像水母一样发光生物体存在基因碱基序列不变但表型改变的表观遗传现象加入 酶降解细胞中的 则蛋白质合成停止若加入其他生物的则又可以合成一些蛋白质 针对核心概念进行单元教学设计基于布鲁纳的认知学习理论和建构主义学习理论同时结合本校实际笔者提出了聚焦核心概念的单元整体教学模式.课前梳理现有的网上资源观看视频和阅读资料确定课程的学习目标和设计教学活动.课堂教学中以学生为中心创设教学情境激励学生协作思考和操作表达由学生概括并绘制概念图教师引导、总结、评价、完成目标.课后反思教学设计和课后检测(图).聚焦核心概念的单元整体教学应用基于核心概念的单元整体教学设计的关键是要适用于教学实践利用单元整体教学进行遗传学核心概念的教学实践活动能有效检验设计的可操作性.以遗传学部分“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 上”单元教学为例首先构建单元整体教学设计(图).明确目标创设情景单元教学目标指明了学生学习的方向也是单元整体教学活动和评价的依据.在确立教学目标时教师需要考虑以下 个要素:聚焦学科核心概念确立学习目标依据学科核心素养确立学习目标根据学生实际确立学习目标区分教学目标和学习目标.在“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”的核心概念教学中依据“课标”的内容从培养生物学科核心素养出发制定本单元学习目标(表).表 “亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”单元学习目标序号单元学习目标通过 结构、转录和翻译过程等模型的制作学习模型与建模的研究方法并能从结构与功能观的角度阐明 作为遗传物质的特点以及遗传信息在大分子之间的传递通过对噬菌体侵染细菌等实验的分析以及 复制过程的探究尝试运用证据解释现象总结归纳生物遗传的物质基础阐明 复制的过程、特点和意义通过归纳与概括、推理与论证等科学思维方法分析相关的科学史资料能概述遗传信息的表达阐明遗传密码及其在遗传信息表达中的作用.从镰刀型细胞贫血症的两种基因治疗方案入手总结性状与基因之间的关系通过对核酸是遗传物质的证据以及 复制方式的探索初步学会根据实验目的选择恰当的研究材料、技术方法设计实验并预测实验结果尝试分析影响实验结果的原因通过对核酸是遗传物质、中心法则及其发展等内容的学习了解科学家勇于探索的科学研究精神认同科学研究是不断深化、不断完善的过程加深对科学、技术和社会相互关系的认识.能用表观遗传原理解释现实生活问题认同健康文明的生活方式 年 月 日 第 期生物版:/.本单元以“镰刀型细胞贫血症的诊断与治疗”这一情景贯穿单元教学始终围绕核心问题设计相应的课时情景.学生在活动的基础上通过建构次位概念最终指向“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”这一核心概念(表).任务引领多元评价教师在设计单元教学活动时应根据核心概念的学习内容选择合适的活动形式通过问题引领、任务驱动和课堂活动进行单元整体教学促进学生对核心概念的理解.教学评价是单元整体教学的一个重要组成部分教师应考虑到学生学习的循序渐进性对其学习成果进行多元持续性的评价.在“亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”单元教学活动中通过“问题 任务 活动 评价”的形式通过问题和情景创设了 个任务针对任务组织相应的教学活动解决核心问题(表).表 “亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”单元与课时情景单元情景课时问题课时情景镰 刀 型细 胞 贫血 症 的诊 断 与治疗镰刀型细胞贫血症的遗传特点某患者的镰刀型细胞贫血症遗传系谱图镰刀型细胞贫血症基因的化学本质是 有什么证据证明 是遗传物质格里菲斯的肺炎双球菌转化实验噬菌体侵染细菌实验烟草花叶病毒的感染和重建实验镰刀型细胞贫血症的致病基因和其等位基因的区别到底是什么脱氧核苷酸模式图富兰克林的 衍射图像沃森和克里克的 双螺旋结构模型是什么保证了亲、子代间遗传信息的稳定性梅塞尔森和斯塔尔的 半保留复制的密度梯度离心实验基因中的碱基序列改变为什么会导致蛋白质发生改变基因通过编辑镰刀型细胞贫血症患者被治愈的视频表 “亲代传递给子代的遗传信息主要编码在 分子上”单元学习任务单学习任务单任务:探寻核酸是遗传物质的证据任务:制作 双螺旋结构模型任务:探究 的半保留复制任务:探究 碱基序列与蛋白质氨基酸序列的关系任务:建立基因与性状的关系理解表观遗传现象及其原理活动 探究肺炎双球菌的遗传物质探究单链上脱氧核苷酸的连接方式探索 可能 的 复 制方式结合科学史探索传递遗传信息的信使分析实例概述现象活动 探究 噬 菌 体 的 遗 传物质搭建 双链模型演绎推理预测子代 类型制作转录模型探究转录的动态过程借助物理模型探索“基因序列不变但表型改变”的机制活动 探究病毒的遗传物质比较 模型得出 分子特点分析证据得出 以半保留的方式进行复制梳理、氨基酸之间的关系建构“翻译”的概念资料分析建构表观遗传的概念评价课前预习完成情况活动过程中的组内和组间评价用概念图解决新问题的能力能利用模型阐明 作为遗传物质具有多样性和稳定性能利用 的复制解释致病基因会传递给下一代 理 解 复 制 的意义能利用模型解释镰刀型细胞贫血症的病因分析基因编辑技术治疗该病的机理能通过分析镰刀型细胞贫血症的不同治疗方案评价表观遗传现象的发现对社会和生活的影响 在实行教学评价时教师需要根据单元学习目标(表)在具体的学习活动中评价学生的总体表现.教师利用课堂观察、学生报告单、课堂汇报和小组合作等多元化的评价方式收集学生学习成果的各种相关资料进行综合评价(表).参考文献:吴依妮.基于重要概念的单元整体教学设计实践.中学生物教学():.刘艺赵思林.初中数学单元教学的认识与探析.中学数学():.胡玉华.生物学核心概念的教学建议.生物学通报():.朱俊华高会洲.基于单元整体教学的数学学力课堂建设.中小学教师培训():.陈礼管.教育性:教师课堂教学评价的基本属性.教育理论与实践():.(收稿日期:)