黄叙圆 广州市第一中学
摘要：模型建构教学方式不仅可以引导学生在学习过程中自主发现、探究和解决各种新问题，还可以让教师借此巧解高中生物教学中的一些难点问题，从而提高课堂效率。基于此，本文结合教学实践，进行了运用模型构建解决实际教学问题的反思，以供借鉴。
关键词：模型构建；高中生物；教学实践；基因工程
模型构建是通过研究模型来诠释原型特征、形态及本质的一种方法。通常，生物教学模型可以划分为数学模型、抽象模型、实物模型及物理模型四类，其中数学模型法指的是以符号、公式等数学语言来表征生物学的知识、现象；抽象模型法指的是通过抽象得到生物原型方面的本质属性而使研究对象得以简化；实物模型是采用相关实验器材或者自制器材来形象展示教学相关内容的方法；物理模型指的是依照类似原理，将真实事物依照一定比例缩小或者放大成为模型，其状态变量与原事物保持一致，但是能够通过其模拟该事物的性质和功能，更加形象地来解释认识对象。
高中生物内容广泛，从小至基因的微观世界到大至生物圈的宏观世界，要把各种认识规律教授给学生实属不易，如何能把知识呈现得更加生动可亲呢？构建模型正是手段之一。课堂教学中利用模型构建法可以使知识变得更加直观易懂，如果让学生亲自动手构建模型则不但能培养学生动手能力，更能提高学生学习兴趣和加深对知识的理解和记忆。
最近在备《基因工程及其应用》一课时，我发现限制酶的作用和目的基因的提取都涉及很微观很具体的内容，甚至基因工程的过程亦如是。如何让看不到、摸不着的知识内化成学生能掌握的知识呢？经过思考，作如下设计：结合学生熟悉的具体事例来讲述，并安排学生制作模型的活动来模拟基因工程的操作过程，使学生切身体会基因工程“剪、拼、接、转”的主要过程。下面就结合教学实践来谈一下。
导入 第六章我们主要学习的就是育种，第一节杂交育种和诱变育种都只能局限于同种生物之间，有时不能满足现代科学研究的需求，如：课件展示---资料：能否让微生物生产胰岛素、干扰素等珍贵药物？经过科学家多年努力，终于在20世纪70年代创立了可以定向改变生物的新技术-------基因工程。
课件展示：本节课学习目标
新授 同学们，我们将进入第六章----基因工程的学习，首先来了解什么是基因工程，播放视频。
师：据导学案，对基因工程的含义进行剖析：
①基因工程的基本原理？②基因工程的操作水平？③基因工程的操作结果？
生：①基因工程的基本原理是基因重组。
②基因工程的操作水平在DNA分子水平。
③基因工程的操作结果是定向改变生物的遗传性状，获得人类所需的新品种。
师：延伸提问：为什么不同生物的基因相互转移后，转基因生物能表达相应的遗传性状？
生：不同的生物，共用一套遗传密码。（师可适当提示）
师：基因工程是DNA分子水平上的设计施工，需要哪些专门的基本工具？
生： “基因的剪刀”“基因的针线”“基因运载体”。
师：接下来我们先来学习提取基因的工具——“基因的剪刀”—限制性核酸内切酶。
师：据导学案，提问：①限制性核酸内切酶主要作用在什么部位中？②为什么叫限制性？。简要介绍限制酶的来历和特点（教参P138-139）
师： 限制酶的作用特点体现了酶的哪一种特性？
生： 酶具有专一性。
接下来，我们回顾下关于DNA分子结构的一些知识。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆打开课本55页，回顾 DNA结构：
师：①DNA分子具有怎么样的空间结构？
②构成DNA分子的基本单位是什么？
③这些基本单位通过什么化学键相连构成脱氧核苷酸链？
生：①DNA分子具有双螺旋结构。
②构成DNA分子的基本单位是脱氧核苷酸。
③这些基本单位通过磷酸二酯键相连构成脱氧核苷酸链。
合作探究一★
动手构建黏性末端
④找出下列DNA片段中EcoRI的限制酶的切割位点，用箭头表示，然后剪下。指出限制酶作用哪个化学键？产生了几个的黏性末端？
⑤剪出目的基因的黏性末端：学生动手制作3-5分钟，而后教师点评。展示部分学生作品。由一位学生在黑板演示一次。
师：提问，某DNA片段被限制酶的作用后有何结果？
生：产生2个带有相同或互补黏性末端的DNA片断。
师：⑥在一段DNA序列中获得某个特定性状的基因片段必须要用限制酶切几个切口？
生：切4个切口
师：相同的黏性末端如果只靠通过氢键相互黏合，这样的重组DNA，结构是否稳定？
生：不稳定。骨架上有缺口。
师：骨架上的缺口则需要另一种工具-----“基因的针线”—DNA连接酶，来缝合。
合作探究二★
动手构建重组DNA模型，让学生用工具粘合好之前的几个黏性末端，展示最快做好的作品，请同学上黑板演示。
师：①DNA连接酶的作用对象是哪些？
②DNA连接酶缝合的位点是那个化学键？
③DNA连接酶的作用结果是什么？
生：①DNA连接酶的作用对象是具有相同（互补）黏性末端的两个DNA片段。
②DNA连接酶缝合的位点是缝合DNA分子骨架上的缺口在脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键
③DNA连接酶的作用结果是形成重组DNA分子。
师：DNA聚合酶的作用和DNA连接酶有何异同？
生：DNA聚合酶的作用的对象是将单个脱氧核苷酸连接到脱氧核苷酸链上。
DNA聚合酶连接的位点是在脱氧核糖和磷酸之间的磷酸二酯键。
师：小结，DNA聚合酶的作用和DNA连接酶连接的对象不同，但是作用的位点都是磷酸二酯键。
师：要将外源优质的基因片段导入受体细胞，还需要专门的运载体，最常用的是质粒。
（课件展示）质粒的图片
师：提问质粒是什么？
生：存在于许多细菌以及酵母菌等生物中，是细胞核区外能够自我复制的很小的环状DNA分子。
师：既然质粒是环状的DNA分子，如何去行使“运载体”的功能？
生：要用限制酶先把质粒切割开，形成两个黏性末端。
师：具有黏性末端的质粒可以运载具有任意黏性末端的基因吗？
生：不行，两个片段的黏性末端必须互补。
师：这对行使剪切功能的限制酶有何要求？
生：质粒和基因用同种限制酶切割。
演示模型建构：目的基因与质粒的结合
材料：剪刀（替限制酶）、胶带（替DNA连接酶）、质粒和带有目的基因的DNA片段各一个。流程：“一找、二切、三拼、四连”
师：胶带连接时，千万不能在氢键部位出现。只能连接骨架上的缺口。
当我们合作探究完成后，其实我们已经完成基因工程的操作步骤“四部曲”中前两步，接下来我们来看一段动画。
师：播放“基因工程的基本操作”的动画。
师：播放完，提问基因工程操作四部曲是哪些？
生：①提取目的基因②使目的的基因与运载体相结合③将目的的基因导入受体细胞④目的基因的检测和鉴定。
"形象大于思维"。对于新授课程，学生在概念和理论知识理解方面存在较大困难，所以教师应该最大程度利用模式图、实物标本、形象化图片等具象或者实物模型来帮助学生理解新知识。实物模型不仅能够诠释生物科学的特征，而且有利于学生认识生物事物的原貌，对其记忆、理解、归纳、总结所学知识具有重要作用。教师基于实物模型组织教学能够更加形象、直观地阐述教学内容，符合学生的认知规律，有助于帮助学生建立知识联系，把握知识重点，避免产生杂乱感、琐碎感，提升教学效果。
作者简介：黄叙圆（1978.08——），女，38岁，汉族，籍贯广东，广州市第一中学，高中生物教师
论文作者:黄叙圆
论文发表刊物:《文化研究》2016年4月
论文发表时间:2016/9/6
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