中学生物学 Vol.36No.2-3
2020 年
Mid(丨丨e School Biology
2020
文件编号：1003 -7586(2020)02 - 0156-03
基于核心素养的“基因指导蛋白质的合成”
(第一课时)的教学设计
樊荧荧
(江苏省沙溪高级中学江苏苏州
215421)
摘要在“基因指导蛋白质的合成”（第一课时）中，通过创设故事情境、观看转录翻译视频、利用自制 物理模型模拟“翻译”过程等环节将生物学学科核心素养的培养落实到课堂教学中。关键词生物学学科核心素养转录翻译教学中图分类号G633.91
文献标志码B
1教材分析
3教学过程
“基因指导蛋白质的合成”是人教版高中生物学
3.1创设故事情境，搭建主线
教材《必修2 •遗传与进化》模块第四章第一节的内 笔者先呈现一段自制的短视频:“某外国老板，这
容。本节主要聚焦的问题是“遗传信息的转录”和“遗 个老板有某种产品的生产思想。该老板由于语言不 传信息的翻译”两个相互联系的过程，因为该过程发 通不能到车间去亲自指导生产，于是他用英语把自己 生在细胞内，比较微观和抽象，而且这两大过程中涉 的想法告诉了秘书，秘书就带着老板的设计思想从办 及较多新的概念，如〇11^人、1«^^1^人、密码子、反 公室的门出来，到生产车间指导生产。秘书根据老板 密码子等，并且还涉及DNA
上碱基和m
RNA
上碱基数
的设计思想，用汉语指挥叉车工把相应的原料运输到 量对应关系以及m
KNA
上碱基和氨基酸的数量对应
特定的位置，组装成了一个大型的产品。最后得到的 关系等，因此教学存在一定难度。基于学生的认知特 产品完全是按照老板的思想生产出来的，老板表示很 点以及新课标要求，笔者将所有内容揉碎后重新整 满意。”然后请学生阅读教材P62-67,思考下列情境问 合，并对部分内容合理取舍，围绕重要概念组织教学, 题，小组讨论后总结归纳：①在这个故事中“老板”“生 淡化了细枝末节内容的讲解，为学生的主动学习留出 产思想”“秘书”“叉车工”“产品”分别指什么？②“办公 更多时间，帮助学生通过对重要概念的深度学习，建 室“办公室的门”“生产车间”分别指的是哪个细胞结 构一定的学科知识以及形成学科核心素养。
构？③“老板把设计思想告诉给秘书，秘书到车间指 2教学目标
导生产”分别指基因指导蛋白质合成中的哪个重要过
(1)
通过学习，认识m
RNA
和tKNA的结构和功
程？通过类比推理，学生能轻易找到情境故事和新课 能，从而形成结构与功能相适应的观点。通过Flash
教材内容的联系并且积极发言回答上述3个问题。动画的观察，认识生命的运动性、连续性以及复杂性， 设计意图：在导入环节设计了一个有针对性的情 形成科学的生命观念。
境故事，吸引学生的兴趣,提高了学生学习的参与性， (2)
通过情境故事、自主学习、资料分析、思维导
同时设计了 3个与教材内容相联系的情境问题，通过 图，逐步构建“遗传信息的转录和翻译”的概念和具体 自主阅读、小组讨论、总结归纳，初步构建出“遗传信 过程,提高类比推理、提取信息、分析资料、归纳概括 息的转录和翻译”的主体过程，并且使初步了解相关 等学习能力以及全局性、策略性的科学思维能力。
概念如遗传信息、mRNA、密码子、tRNA等，为后面继
(3)
通过构建“翻译”过程的物理模型，提高科学
续深入理解内化知识作好铺垫。在此过程中，学生的 思维能力；在构建过程中，尝试通过试错，提高自我总
类比推理、归纳总结能力得以提升。结、自我反思的能力；在构建过程中，通过小组合作的 3.2观看Flash动画，借助思維导图构建“转录”概念学习方式，提高合作学习能力和表达交流能力。
教师先播放“转录”的Flash动画，引导学生在观
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看视频的过程中关注细节，思考转录的场所、转录的 模板、转录所需的酶、转录的原料、转录过程中的碱基 配对方式、转录的特点和转录的产物等。接着，请学 生画出“转录”的思维导图，理清转录相关细节问题， 从而自主构建出“转录”的概念。
设计意图：在之前情境故事的基础上，教师利用 视频，让学生对于转录这个动态的过程有更直观的认 识，引导学生关注细节，提取视频信息，并借助思维导 图将零散的知识变成有组织且容易记忆的图，最后自 主构建概念。在此过程中，学生的观察力、归纳概括 能力和科学思维能力得以提升。
3.3分析科学史料，动静结合，构建“翻译”概念。
教师逐步呈现下述科学史资料：事实1: m
RNA
只有4种碱基，但组成蛋白质的氨
基酸有20种。
资料1: 1954年，物理学家伽莫夫的数学推理：如 果1个碱基决定1个氨基酸，4种碱基只能决定4种氨 基酸。如果2个碱基编码一个氨基酸，最多能编码16 种氨基酸。如果3个碱基编码一个氨基酸，足以组合 出构成蛋白质的20种氨基酸。
资料2:1961年，克里克以T4噬菌体为实验材料，进 行了下列实验：在一段信使RNA
中间插入1个或2个碱
基——不能产生正常蛋白质;在一段信使RNA
中间插入 3个碱基——
能产生正常蛋白质，但多了 一个氨基酸。
教师根据3则资料，提出问题，逐步突破“翻译” 的教学难点：
① mRNA
上碱基序列与氨基酸之间是如何对应的？
② 根据教材的P65表4-1可知，密码子共多少 种？能编码氨基酸的密码子几种？
③
tRNA
如何准确转运氨基酸至指定位置?结合
②思考，tRN A共有几种？
基于上述问题的分析，教师再次播放“翻译”的
Mash动画，引导学生在观看视频的过程中关注mRNA 在细胞核中合成好后如何出细胞核到细胞质、翻译的 场所、翻译的模板、翻译的原料、翻译所需的搬运工 具、翻译过程中的碱基配对原则以及翻译的产物等细 节问题，最后再请学生画出“翻译”的思维导图，并自 主构建出“翻译”的概念。
设计意图：通过资料1的学习，学生能自主分析 得出m
RNA
的碱基序列和氨基酸的对应关系,从而更
深刻地理解密码子的概念和作用。通过资料2的学 习，学生对于转运R
NA
的结构（图1)和作用有了深刻
的认识。教师利用动画活化静态知识，让学生对于 “翻译”这个动态的连续过程有更直观的认识。最后， 借助思维导图，帮助学生更好地自制建构体系。在此 过程中，学生的资料分析能力、问题剖析能力、观察力
以及和科学思维能力得以提升。
结合氨基
酸的部分
反密码子
图1
tRNA
的结构示意图
3..4利用物理模型模拟“翻译”过程
在己知上述理论知识的前提下，教师设置了一个 实验操作问题：“若现有一条m
RN A
，碱基序列为
GAAUGGAAUUGCUCUAAGC
,以此 m
RNA
为模板进
行翻译，请利用所给材料模拟此过程获得最终产物。” 之后，学生小组合作（2人为一小组），利用提供的白 板、mR
NA
、核糖休、tRNA、氨基酸、胶带（代表肽键）
(详见图2)，模拟“翻译”动态过程,获得最终产物。之 后请一组顺利翻译合成“甲硫氨酸一谷氨酸-亮氨酸- 亮氨酸”这个四肽的小组学生上黑板扮演小老师，展 示模拟过程并讲解每一步骤，帮助其他同学纠正错
误。最后，鼓励学生从这次动手实践中悟出点出真 知，产生点心得并进行分享。
图2模拟“翻译”过程的材料示意图
设计意图：利用自制的物理模型小组合作，模拟 “翻译”过程，将抽象而微观的生命过程外显化、具体 化、形象化、直观化，加深学生对“翻译”过程的理解， 让学生在动手中主动学习，并将其内化为自己的知 识。在构建过程中，学生提高了科学思维能力、合作 学习能力和表达交流能力。另外，在实际操作中，学 生难免会暴露出问题，比如没有考虑到翻译的起点是 起始密码子，翻译的终点是终止密码子而最后合成了 “谷氨酸-色氨酸-天冬酰胺-半胱氨酸-丝氨酸-赖氨
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第36卷第2-3期
2020 年
中学生物学 Middle School Biology
Vol.36No.2-3
2020
文件编号：1003 -7586(2020)02 - 0158-02
例谈如何在教学设计中培养初中生的生物学学科
核心素养
陈静雯
(北京市三帆中学北京100088)
核心素养是指学生未来能够适应终身发展和社 会发展需要的必备品格和关键能力，其培养也是所有 学科教育共同肩负的使命。当前，核心素养是课程实 施和教学改革的总纲和方向，而核心素养如何落地到 课堂教学也是从教育专家到基层教师始终探宄的课 题。中学生物教师应提高站位，着眼未来，不能仅仅 局限于生物学知识的传输，更要注重能力和素质的培 养，为学生长远发展打下良好基础。笔者结合课堂教 学经验和初中生的特点，探讨在教学设计中培养学生 的生物学学科核心素养。
出。教学设计注重探宄性学习，可以使学生自主建构 知识体系，在体验探宄的过程中，学习方法，发展能 力，形成正确的生命观念。
1.1探究性学习有助于学生形成科学思維
探宄性学习重在探宄，“探”强调的是实践，而 “究”强调的则是在实践过程中的思辨,从实践得出真 知，这正是学生科学思维形成的必要途径。例如，在 “植物体的结构层次”一课中，为了让学生理解植物体 细胞、组织、器官、个体的结构层次，教师可在这一堂 简单的实验课中加入探宄实验。在学生已经具有了 细胞和器官相关内容的背景下，教师引导学生探宄细 胞如何构成器官。教师提供了番茄和菠菜两种植物 的器官做为实验材料。学生在显微镜下可以观察到 植物同一器官不同区域的细胞排列方式及形态不同，
1注重本质，首推探究性学习
科学本身就是在人们不断探宄的过程中逐步发
展起来的。“倡导探宄性学习”正是因为它符合科学本 质的特点,而被作为课程的基本理念在课程标准中提
酸”这个六肽，因为这些“意外”问题，学生有了自我反 思自我总结的机会，从而不断提高自己的科学思维。 另外，由于教师设计的m码子“UU
G
RNA
教师以三行情诗“愿做一条R有U”来结课。
NA
，即使是单链，却能拥
碱基序列中的第三个密 设计意图：在完成主干概念之后再补充侧枝，进 而完善概念图，比较符合学生的认知规律，并在此过 程中渗透了生物学学科核心素养之一生命观念中的 “结构与功能观”。最后，教师以诗结课，引起学生情 感共鸣，加深本节课在他们脑海中的印象。4
”和第四个密码子“CUC”都是决定亮氨酸
的。所以，在动手实践之后的总结心得过程中，学生 可以轻易地总结出“一种氨基酸可以由一或多种密码 子决定”以及“一种氨基酸可以由一或多种tRNA转 运”这两个结论，这比传统教学中直接告诉他们结论， 更能提升学生的生物学学科核心素养。3.5 完善概念图，以诗结课
在学习完“转录”和“翻译”两大过程后，教师提 问：在基因指导蛋白质合成的过程中有几种R其中？学生回答出“mR绍第三种R
NA
NA
NA
教学反思
本节课的教学活动对原有教材进行了删减和重
新整合，聚集“遗传信息的转录和翻译”这个主线，主 要采取故事情境教学法、观看视频构建概念法、资料 分析提取信息法、物理模型构建法等主要教学方法开 展教学活动，培养了学生的类比推理、归纳总结、资料 分析、模型构建等能力，提升了生物学学科核心素养。
参考文献：
辛光珠.故事化情景教学模式在高中生物学课堂中的应用—— 以“基因指导蛋白质合成”为例[J].中学生物教学.2018,（7): 61-62.
参与
”和“tRNA”后，教师补充介
“核糖体rRNA”，并引导学生反过来思
能充当信使？、为什么tRNA能充当
考：为什么m
RNA
搬运工具？这样从而使学生强化“结构与功能相适 应”的观点。最后,请学生完善本节课的概念图，同时
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