凸现学生学习主体性的生物课堂教学案例探讨——以“DNA的分子结构和特点”一节为例，本文主要内容关键词为：分子结构论文,主体性论文,为例论文,学生学习论文,课堂论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
笔者有幸参加了我省某地区的一次高中生物优秀课堂教学的评比活动。本次教研主题是“隐藏教师主导、凸现学生主体”，课题是必修2《遗传与进化》（浙江科学技术出版社）模块中第3章第2节“DNA的分子结构和特点”，旨在通过“制作DNA双螺旋结构模型”与“DNA双螺旋结构的发现”的科学史来体现这次活动的主题。在课堂展示中，参赛教师虽都安排了“制作DNA双螺旋结构模型”活动，也都结合了“DNA双螺旋结构模型的发现”的科学史，但笔者觉得参赛教师的课堂教学方式只是形式上发生了变化，而实质上并没有多大改变，教师展示的仍是“凸现教师主导、隐藏学生主体”的课堂教学。本文通过本次活动中典型案例的呈现、评析与探讨，与同行交流在新课程理念下如何通过“模型建构”与“科学史的学习”更好地在课堂教学中凸现学生的学习主体性，从而提高课堂教学的有效性。
一、案例呈现
师（PPT展示资料1）：20世纪30年代，科学家认识到：DNA分子是以脱氧核苷酸为单位连接而成的长链，组成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。那么，脱氧核苷酸的详细分子结构式是什么样的呢？（根据学生具体学情分析含氮碱基、脱氧核糖）
师：出示动画详细演示脱氧核苷酸的模型构成，并介绍模型构建。
生（小组合作完成任务1）：制作4种不同的脱氧核苷酸模型。
生1：呈现模型。（正确无误）
师（PPT展示资料2）：DNA是由许多个脱氧核苷酸连接而成的长链。
师：脱氧核苷酸是怎样连接形成一条脱氧核糖核苷酸链的呢？
师生互动：讨论各种连接的可能，推导出正确的连接方式。
生（小组合作完成任务2）：制作一条脱氧核苷酸链模型。
生2：呈现模型。（正确无误）
师：一个DNA分子是由几条脱氧核苷酸链组成的？具体结构如何？
师（PPT展示资料3）：1951年，英国科学家威尔金斯和富兰克林提供了DNA的X射线衍射图谱。
师：沃森和克里克由此得到启发，认为DNA呈规则的螺旋结构，而且应该是双螺旋或三螺旋结构。经过不断地探索，三螺旋结构后来被排除了。在建立双螺旋结构过程中他们又遇到了困难，碱基是位于内侧还是外侧呢？经过多次的分析，终于得出了碱基位于内侧的结论。
师：两条脱氧核糖核苷酸链是怎样连接成DNA分子的？
师（PPT展示资料4）：卡伽夫研究成果。
师生互动：讨论碱基互补配对方式，得出A、T配对，G、C配对。
生（小组合作完成任务3）：制作DNA平面结构模型。
生3：展示成果——DNA平面结构模型。（正确无误）
师：如何将DNA分子的平面结构转变为立体的双螺旋结构？
师：展示事先准备好的成品照片。
生（小组合作完成任务4）：构建DNA分子双螺旋结构模型。
生：展示制作成果。
师：通过探究，我们知道DNA分子是双螺旋结构。早在1953年沃森和克里克就构建了DNA双螺旋结构模型，并且能够较合理地解释DNA作为遗传物质的功能，因此，此模型一提出便得到了科学界的认可，并由此而引发了一场蔚为壮观的生命科学和生物技术领域的重大革命。沃森、克里克和威尔金斯也因而荣获1962年诺贝尔医学生理学奖。
师生互动：根据学生制作的模型分析讨论DNA分子结构的主要特点。
二、案例评析
美国教育家克莱恩曾经说过：“最佳的学习方法是先做后辨认，或是一边做一边辨认。”这也是本案例的教学设计理念。本节内容以DNA模型为依托，结合科学发现史，让学生在分析相关资料的基础上动手构建物理模型，通过小组间的交流、比较和归纳，自然地得出DNA分子结构的主要特点，同时体会科学发展史中蕴含的科学方法和科学思想，达到在探究活动中获得知识的教学目标。
本节课采用“任务驱动教学”的方式，教师先用PPT与学生分步讨论DNA分子的结构，然后让学生一步一步地制作DNA双螺旋结构模型。但观课后的感受是：课堂教学的落实与教学设计理念大相径庭，主要原因如下：
第一，“制作DNA双螺旋结构模型”的活动是为模型而模型。教师先运用PPT同学生一起分析DNA的基本单位、脱氧核苷酸单链、DNA的平面结构和立体结构，再让学生制作模型，这只是一种简单的“模仿”，而不是“制作”——独立完成，更不是“探究”。“先做后辨认”在课堂上成了“先辨认后做”。正如一位教师在课堂上对学生说的——“模型制作是很好玩的，就相当于你们在小时候搭积木”，将高中生的“模型制作”与幼儿的“搭积木”相提并论，可谓一语破的。由于教师自身没有领会模型制作的作用和意义，展示在课堂上只是为活动而活动，为模型而模型，虽然课堂教学采用“问题驱动教学”“任务驱动教学”，但究其实质仍是教师主导学生一步一步按照预设的目标进行，缺少学生的动态生成（课堂上几乎没有发现任何一组学生制作的模型是有问题的）。“没有问题才是最大的问题”，这样的教学如何能帮助学生培养创新精神？如何帮助学生在建立模型的过程中学会观察的方法，学会假设、归纳与演绎等科学方法？教师“口中”或“眼中”有学生，但“心中”其实并无学生。教师对学生学情的不了解、不研究，对学生学习能力的不信任，展示在课堂教学中不能凸现学生的学习主体性，这种教学方法其实也是对学生发展的不负责任。
第二，科学史的学习只是一种形式。教师自身没有领悟“DNA双螺旋结构模型的发现”这一科学史的精髓，没有被科学家的探索精神所感动。在课堂中，教师把科学史仅仅作为一种背景资料提供给学生阅读，或仅作为自己的讲课素材，没有将科学史所蕴含的理性精神与求真意识、批判精神与创新意识渗透其中；没有通过科学史的再现让学生逐渐领悟科学的本质、科学内含的人性、科学的方法以及科学的精神等。
三、探讨与建议
新课程背景下，课堂教学要“以学生的发展为本”，实现知识、能力、情感态度与价值观的统一，主要途径是“做中学”，让学生通过多种多样的探究活动，建构知识，发展能力，获得情感体验，形成情感态度与价值观。
1.关于模型的建构
认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象。当代不少学者都主张把表象看做是一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作，所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的组成部分。《普通高中生物课程标准（实验）》非常重视模型和模型方法。学生可以根据模型对原型的未知属性、事实进行推测，发现问题，从而认识事物中所蕴含的规律。因此，运用模型和模型方法进行教学能够帮助学生促进认知水平的发展和对知识的理解。通过模型进行探究性学习，能够让学生置身于探索科学现象、发现科学规律的活动中，在建立模型的过程中，学会观察、实验、归纳与演绎、假设等方法。要有效进行模型建构，教师应注意把握好引导性和开放性，让学生自己唱主角，自己动手、动脑进行模型建构。教师引导学生提出问题、分析问题、通过各种途径寻求答案，并在解决问题的思路和科学方法上加强点拨和引导。
2.关于科学史的学习
《课程标准》明确指出：“科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。这对提高学生的科学素养很有意义”。“读史可以明智”，通过科学史学习能让学生了解知识的来龙去脉，循着科学家的思维轨迹建构知识，对知识的理解更加深刻；让学生了解科学探究的过程和方法，在过程和方法上得到许多启示，在潜移默化中形成科学思维习惯，提高思维能力；让学生感受到科学家的科学态度、科学精神、创新意识、合作精神以及洞察入微、坚持不懈等人格品质。新课程教科书中涉及许多科学史的内容，科学史的引入最根本的目的是想改变教学方式与学习方式，引导师生不仅要关注知识，还要注重知识。要正确地利用科学史进行教育，教师应当对教学内容进行二次加工，整合出适合学生的课程资源，突出其中最有教育价值的内容，而不能成为史料的堆砌者。同时，在介绍科学史时还要提示学生围绕科学的过程和方法等进行积极思维。
3.教学建议
学生在初中教材《科学》中已经学习了DNA的组成和结构的基础知识，在生物必修1模块中也学习了核酸的基础知识，且高二学生也有了一定的有机化学知识，根据“最近发展区”理论，学生通过小组合作有能力自己尝试完成模型制作。基于以上分析，根据学生学习层次的不同，本节课的教学设计建议采用以下两种思路：
设计思路一（学习能力相对较强的学生）：学生自主“制作DNA双螺旋结构模型”。教师给学生提供制作模型的材料，然后分组让学生亲自动手制作模型（约20 min），在模型制作过程中出现这样或那样的问题，教师可给予适当点拨和启发。20 min后，让每组学生代表分别呈现所制作的模型，进行生生或师生互评。同时，教师根据教学的实际情况，结合“DNA双螺旋结构模型的发现”的科学史中几个关键阶段，让学生进行比较、分析和思考，开展自评或互评，进一步发现、调查、完善所制作的模型。这样，在制作模型的过程中，学生才能一步步深入理解DNA的组成和结构，同时感悟科学史中蕴含的科学方法，体会科学探索的艰难和快乐。
设计思路二（学习能力相对较弱的学生）：在教师的引导下学生分步制作脱氧核苷酸、脱氧核苷酸单链和DNA平面结构模型。具体每一步按以下教学流程：学生制作模型→展示模型→评价模型（生生或师生）→发现问题→教师引导（结合相关科学史）→学生比较、讨论、分析、领悟科学史→修改完善模型。
学生通过自主动手构建模型、结合科学史的学习，在教师的引导下，也像科学家一样亲身经历DNA双螺旋结构模型构建过程，既能学到知识，又能掌握和运用探究生物学知识所必需的思维方法，提高探究能力，同时，体验了科学家探究之路，形成正确地对待科学问题的观点和态度。这样的课堂教学才能达到“先做后辨认，或是一边做一边辨认”的目的，才能更好地凸现学生学习的主体性，从而提高课堂教学的有效性。
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