基于核心素养的“核酸是遗传信息的携带者”教学设计

基于核心素养的“核酸是遗传信息的携带者”教学设计

摘要 学科核心素养是知识、能力、情感态度价值观的综合体现，本文以“核酸是遗传信息的携带者”为例，从教材分析和思路的确定、教学目标的制定、教学内容的实施和设计意图等方面，探讨了在教学中如何具体地落实学科核心素养。

关键词 核心素养；教学设计；核酸

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》提出要着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养。[1] 知识、能力、情感态度价值观相互交叉，凝结而成学科核心素养，只有基于核心素养进行教学设计，才有助于促进学生多项智能的综合发展。本文以“核酸是遗传信息的携带者”为例就培养学生的核心素养进行了教学设计。

1 教材分析和设计思路

“核酸是遗传信息的携带者”是新人教版高中生物必修1《分子与细胞》第2章第5节的内容。核酸是细胞中最重要的生物大分子之一，概述核酸的结构和功能是学生学习必修2《遗传与进化》的基础，也是建构生物学大概念的次位概念之一，所以核酸分子的结构和功能是本节的难点。

本文从生物核心素养的视角出发，制定相应教学目标，采用新冠疫情下核酸检测的例子创设问题情境导入新课，并用问题串激发学生兴趣，以图片、分子结构式等直观图片展示，驱动学生思考、鉴别异同，发展观察、分析、推理的科学思维。此外，通过小组合作建构DNA分子模型，促进学生交流活动，在合作探究中提升核心素养。最后，引导设计

知识概念图，建构知识网络。

2 学情分析

学生从初中生物课程的学习中了解了“细胞核内具有储存遗传信息的物质DNA”，并在前几节学习了两种生物大分子——多糖、蛋白质的构成。具有初中化学基础，能看懂一般的化学结构式，能够比较化学结构式间的区别。因此，基于生活问题、已有的知识经验出发设计情境、合作探究等活动能够激发学生兴趣。

3 教学目标

基于课程标准的内容要求、学业质量水平与学科核心素养水平的要求制订了如下教学目标：

（1）说出核酸的种类、基本单位及分子结构，概述核酸由核苷酸链接而成，核苷酸排列顺序特定，核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子，核酸的结构与核酸的功能相适应。

（2）能够对DNA与RNA进行比较分析，归纳总结两者的相同与不同之处，并结合DNA与RNA的结构和分布分析不同生物的核酸组成与功能。

（3）能够运用互联网、书本材料进行资料搜集和整理，展开小组合作，进行讨论分析探究知识。

4 教学过程

4.1 创设情境，导入课程

教师展示新冠肺炎核酸检测的图片，让学生分析核酸检测的原理，并提出问题拓展思维。问题（1）你还能说出DNA鉴定技术在其他方面的应用吗？（联系生活，拓展思维）问题（2）DNA到底是什么？为什么DNA能够提供犯罪嫌疑人的信息呢？这与DNA的结构是不是有一定关系呢？（引起兴趣，融入结构与功能观）。

设计意图：生活是教学内容的重要来源途径，从生活实例出发，联系原有知识，可以拓宽学生思维，了解学生有关核酸的前概念。但学生的回答比较片面、琐碎，因此教师应当在学生回答的基础上，采用讲解法进行知识点的讲解、总结，将错误概念进行修正，建立核酸的科学概念。这样既能让学生主动回顾已有知识，又能在教师归纳下建构知识框架，内化有关核酸的新知识，也为下面讲解结构、功能做铺垫。

4.2 观察分析，学习结构图

教师依次展示DNA和RNA的分子结构图、核苷酸的结构简图、磷酸、五碳糖、含氮碱基的分子结构式，让学生带着问题观察图片，分析两种核酸的分子结构。推测DNA和RNA的结构，引出核酸分子经过水解可以被分解为核苷酸。并总结核苷酸的结构组成及分类，比较两种核苷酸的异同。

设计意图：这部分内容相对微观抽象，结合图片能够更直观地展示两种核酸的链状结构，通过问题的引导，学生能够更高效的观察图片的重点，学生有一定的化学基础，能看懂一般的化学结构式，通过比较化学结构式间的区别，培养学生观察、分析、推测归纳的思维能力。

4.3 绘制概念图，形成知识框架

教师通过课件动画展示核糖核苷酸与脱氧核糖核苷酸的碱基构成，对比构成DNA和RNA的碱基的异同，引导学生根据五碳糖与碱基来划分核苷酸的种类，由教师画出层级概念图。其次，从化学组成方面，归纳总结DNA与RNA的区别，由学生自行画出概念图，教师进行评价。

设计意图：在前一部分，教师已对核苷酸的结构异同进行讲解，但主要以教师讲授为主，学生只进行了简单的知识学习，内化知识的程度不够。因此用课件动画展示，来巩固核苷酸的组成，更直观具体。并通过建构概念图，加深对这部分知识的印象，更有利于学生内化核苷酸的知识，发展学生的科学思维。

4.4 合作学习，模型建构

教师展示课前准备的有关脱氧核糖核苷酸的教具，使学生小组合作共同拼接DNA分子模型，模拟脱氧核苷酸的连接，探究脱氧核苷酸的连接方式。在完成模型搭建后，教师展示优秀作品，采用讲授法，指出核苷酸之间通过磷酸二酯键相连。并引导学生通过类比、归纳、表达，领会核酸是由核苷酸连接而成的碳链结构。最后，提出问题，探究DNA分子的多样性的原因，进行小组讨论。

设计意图：首先，课堂已经进行大半，学生的积极性会有所降低，这时候运用教具不光可以重新激发学生的兴趣，活跃课堂氛围，还能通过拼接建构模型，让抽象化的知识具体化，让学生动手操作的能力得到锻炼，促进学生间的交流互动，培养学生合作互助的社会责任观。其次，让学生在动手的过程中锻炼思维和独立思考的能力，通过观点的讨论交流、个人见解的发表，进行短暂的争辩，发展学生的思辨能力，培养学生合作精神，集思广益，互相启发，互相学习。最后，经过演绎、推理，由小组派代表发言，锻炼了学生口头表达的能力。教师给予总结评价，使学生领会核苷酸排列顺序的多样性决定了核酸的

多样性，进而推理得出核酸是储存与传递遗传信息的生物大分子，初步形成结构与功能相适应的观念。

4.5 总结归纳，联系发展

教师引导学生回忆多糖、蛋白质、核酸的基本单位，展示这几种生物大分子的单体连接图，让学生总结生物大分子是由许多单体连接成的多聚体，以碳链为基本骨架。

设计意图：本节课包含对多糖、蛋白质、核酸基本单位的小结，依赖学生对前后知识的贯通，通过复习回顾，图片直观分析，易于学生深入理解生物大分子的构成都有基本单位，而碳链是骨架，细胞和生物体的各项生命活动都有物质基础，初步形成生命的物质观。

5 教学反思

本节课以生物学科核心素养的培养为目标，制定对培养学生生命观念、科学思维、科学探究和社会责任方面的活动设计，结合具体的生活实例以及学科前沿的相关科学资料展开分析讨论，让课程生活化、趣味化；促进学生内化知识的同时，协助学生建立系统的知识框架，前后联系，发展科学思维；布置模型建构任务，小组讨论合作，调动学生积极性，培养合作互助的社会责任观。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订) [M].北京:人民教育出版社,2020: 4.

作者简介：缪婧，女，1997年生，扬州大学生物科学与技术学院，学科教学（生物），硕士研究生在读.