20世纪50年代初期,分子生物学快速发展,蛋白质、DNA等大分子立体结构相继被科学家破解。在教学中,学生经过高中生物学的学习已明确DNA是双螺旋立体结构,但仅限于对结论的记忆层面,并不了解大分子立体结构是怎么得出的、经过了怎样的猜想和推理过程、建立模型的基本思路和过程是什么。基于此,笔者借助“三步走”策略[1-8],以“破解DNA的立体结构”为例设计项目式课程教学案例,期望充分培养学生模型建构的能力。
一、挖掘真人真事
二、外显问题解决思路
三、项目式课程教学内容
四、项目式课程教学设计
五、反思讨论
“破解DNA的立体结构”是“学会思考”系列项目式课程内容,以DNA的立体结构为探究核心,深入挖掘科学史上的真人真事,并理清了建构模型的完整过程。在教学转化时,不是直接将建构的模型提供给学生,而要让他们像科学家一样经历“猜想→建构→冲突→再猜想”的循环过程,让学生在这个过程中尽可能地还原科学家真实完整的模型建构历程,充分培养其基于实验事实进行证据推理、建构模型的思维能力。通过整个项目式课程,学生将会对DNA的立体结构、氢键在生命体中的关键作用、X射线衍射对于结构破解的重要价值等形成更加深入的理解,从而对分子模型建构的过程建立更深刻的体会。
本项目式课程主题的综合性相对较强,是一个跨领域的综合问题,既需要学生掌握一定的化学知识,例如氢键、离子键、碱基堆积力等,也需要学生掌握基本生物学知识。同时,本项目式课程中的动手活动相对复杂,需要学生有较强的动手能力及团队协作能力,因此建议在高中阶段开展。
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党育杰1 李燃2 唐珑畅3 张斌4 魏锐5
1.中国科学技术馆 2.北京景山学校 3.湖南师范大学附属中学
4.北京市三帆中学 5.国家中小学化学教材建设重点研究基地、北京师范大学科学教育研究院 |