自制磁性贴纸教学工具在生物教学中的应用_dna论文

自制磁贴教具在生物学教学中的应用，本文主要内容关键词为：教具论文,生物学论文,教学中论文，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。

      自制教具的开发是基于教师对教材的理解和教学指导意见的解读，有利于学生对相关重难点知识的突破。教师对教具开发与制作是在对学生学情的分析基础之上，做到针对性强，因材施教，以大大提高学生学习的积极性和听课效果。

      一、细胞膜的结构

      浙科版教材必修1第2章第2节“细胞膜和细胞壁”教学的重点是质膜的结构和质膜具有选择透性；教学难点是质膜的流动镶嵌模型。学生对于微观的结构没有感性的认识，为了加深对细胞膜结构和功能的理解，教学中要充分利用示意图、照片和有关视频等直观教具。但从实际教学情况来看，多媒体中的图片或视频停留的时间有限，且学生的参与度低、学习积极性不高，课堂效率低下。如果利用了自制的教具进行教学，会提高学生的兴趣和参与度，从而提高听课效率。

      教具制作的材料是各种彩纸，也可利用生活中的废纸，以及磁贴、双面胶和剪刀。将棕色的包装纸或信封纸用剪刀剪成长15cm、宽1cm的纸条，再将纸条以一定角度对折，作为磷脂分子非极性尾部。直径3cm的蓝色磁贴表示磷脂分子的极性头部，用双面胶将对折后的纸条固定于蓝色磁贴的磁贴处，整个可视为一个磷脂分子。将各种彩纸剪成长8cm～20cm、宽5cm～10cm不规则的纸片以表示不同的蛋白质分子，再用双面胶粘贴于磁贴上方；糖链则用黄色纸条剪成珠状长链，每个珠长和宽约2cm，粘贴于磁贴上方（图1）。

      

      在新课教学中，教师回顾流动镶嵌模型提出的过程，让学生感受科学发展的过程，理解流动镶嵌模型的科学性。1925年，E.Gorter和F.Grendel的研究提示了质膜是由双层脂分子组成的[1]。细胞膜的两侧都是水环境，根据所学磷脂分子的物理性质和化学性质，试绘出磷脂分子在细胞膜中的排布方式。1959年，J.D.Robertson提出了单位膜模型，即所有的生物膜都由蛋白质—脂质—蛋白质的单位膜构成。请学生在脂双层的基础上加入蛋白质分子。单位膜模型提出后的一些实验证明质膜中的蛋白质是可流动的[1]。结合教材第30页最后一段蛋白质在膜中的分布，请学生对自己所构建的模型进行修正。完成后细胞膜的流动镶嵌模型，细胞膜外侧含有糖链，能与膜蛋白和脂质结合形成糖蛋白和糖脂。

      模型的构建是基于对理论知识的理解，能正确排布水环境中的脂双层，说明学生已内化了磷脂分子的性质。在模型不断完善的过程中，让学生体会技术改革在科学发展中的重大作用，也感受流动镶嵌模型的科学性和合理性。

      二、物质出入细胞的方式

      本节教学重点与难点是区分物质出入细胞的各种方式的异同。重点是否掌握、难点是否突破，是每位教师所关心的。让学生在黑板上摆放自制模型是非常好的评价方法，同时还可让学生相互评价，互帮互助，共同完善，加深对知识的理解。

      教具的材料和方法与细胞膜的结构中有些相似，直径3cm蓝色磁贴和两条纸片表示磷脂分子，珠状的黄色长链纸片表示糖链，其他不同颜色、形态的纸片表示不同的膜蛋白，直径2cm蓝色小磁贴表示

、

和水等通过扩散进入细胞的小分子物质，直径3cm粉色大磁贴表示葡萄糖等通过易化扩散进入细胞物质，用宽2cm、长20cm黄色箭头表示物质出入细胞的方向（图2）。

      

      在教学中可请学生用教具展示细胞膜的结构示意图。在此基础上展现物质出入细胞的两种方式：扩散和易化扩散。蓝色磁铁和两条纸片表示磷脂分子，珠状的长链纸片表示糖链，其他不同形态的纸片表示不同的膜蛋白，蓝色小磁铁表示

、

、水等通过扩散进入细胞的小分子物质，用粉色大磁铁表示葡萄糖等通过易化扩散进入细胞物质，用黄色箭头表示物质出入细胞的方向，结果见图2。再让学生思考易化扩散和主动转运的区别，稍后让学生上讲台结合模型和板书讲解两者的区别。即若某物质的转运方向与易化扩散不同，往往从低浓度向高浓度运输，且此过程中载体蛋白的形变需要消耗能量，则该物质的转运方式为主动转运。

      不论是新授课还是在高三的复习课，均可用此模型作为学生对相关运输方式是否理解的评价手段，而且也是复习和巩固生物膜相关知识很好的素材。该模型的应用有助于让教师发现学生的问题所在，利用学生自身的资源对问题进行分析和思考，对症下药，提高课堂学习效率。

      三、细胞的增殖

      有丝分裂是本节教学内容的核心部分，是引导学生理解真核生物体细胞增殖过程的基础，也是理解真核生物生长和发育的生理基础。有丝分裂过程中染色体的行为变化、各分裂时期的特征及识图是本节内容的重点和难点所在。如何增强学生的感性认识是每位教师在备课时所思考的问题之一。通过图片、资料、画图和自制教具等方法以突破本节重难点，能够引起学生的兴趣和讨论，加深相关知识的理解。

      自制教具的材料为花店等使用的金铁丝和磁贴：直径3cm的黄色磁贴表示着丝粒，长约70cm的金铁丝略微弯曲表示染色质丝，对折后，两端分别用书写的水笔缠绕，形成两臂各长约6cm的染色单体或染色体。也可将金铁丝先用笔芯缠绕，再进行折叠形成两臂各约9cm的染色体或染色单体。

      在课堂实践中请学生仔细阅读教材中有关后期的特征表述，模仿中期的构图方法，绘制出后期的细胞简图，并请学生在黑板上用教师已准备的教具摆出该时期细胞中染色体所处的状态与位置（图3）。还可让学生以一条染色体为例，用自制教具表示出一个细胞经有丝分裂形成两个子细胞过程中的染色体行为，以检测学生对有丝分裂的理解程度（下页图4）。

      

      学生在摆放模型时出现的错误又是很好的课堂生成资源，加以利用将会取得较好的教学效果。教师将评价和解决问题的权利交给学生，比自己讲解更易抓住学生的思维。教师还可以从学生的回答中了解到学生对相应知识的理解情况及教学目标的落实情况。

      四、DNA的复制方式

      “遗传信息的传递”的教学重点是DNA分子复制的条件、过程和特点；难点是DNA分子的复制过程。突破重难点的关键在于DNA复制方式的确定和理解，也就是教材中的活动“探究DNA的复制过程”的解读。DNA的复制这部分的内容属于分子生物学的范畴，如何以简单易懂的形式向高中阶段的学生讲述这部分极其抽象的内容呢？结合数学中的排列组合和纸片进行建模教学，可取得较好的效果。

      将红色彩纸裁剪成长20cm、宽2cm的红色纸条，表示用

标记的亲代脱氧核糖核苷酸链，粘贴于一个直径为2cm的磁贴上，以便于固定在磁性黑板上，并可以随意移动。同理制作黄色纸片，表示用

标记的新合成的子代脱氧核糖核苷酸链（图5）。

      

      1个DNA分子的两条脱氧核糖核苷酸链用两张红色纸条表示，复制后形成2个DNA分子，具有四条脱氧核糖核苷酸链，新形成的两条子链用黄色纸条表示。（请学生）把手中的四条色带组合一下，有几种组合方式？（请学生）将两种组合方式展示到黑板上。这两种组合方式实际上是当时的科学家对DNA复制方式的两种猜测，分别根据子一代DNA和亲代DNA之间的关系命名为全保留复制和半保留复制。若符合相应的推测，（请学生）用纸条表示出子二代DNA的情况（见图5、图6）。推测是否符合事实需要实验加以证明。证实的关键是如何区分子代DNA和亲代DNA。用不同的同位素分别标记亲代DNA和经复制新形成的脱氧核糖核苷酸链，再结合密度梯度离心即可将不同类型的子代DNA和亲代DNA区分开，从而确定DNA的复制方式。若子一代DNA分子经密度梯度离心后仅有一条中密度带（

-

-DNA分子）则是半保留复制；若子一代DNA分子经密度梯度离心后有一条重密度带（

-

-DNA分子）和一条轻密度带（

-

-DNA分子）则是全保留复制。可用子二代DNA分子再次验证。

      通过该简易纸条教具的排列组合，学生很容易了解当时科学家所持的两种推测，结合已构建的模型、教师的层层引导，学生逐渐认识该实验的原理与目的，对DNA的复制过程也渐渐清晰。若凭空讲述，很难让学生在脑海里勾画出DNA复制的画面。此时，引导学生建模、板书讲解，因其停留的时间比较长，再结合语言、文字以及动画的刺激，有助于学生构建新知识。

      

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