引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程

馬媛媛

【設(shè)計(jì)思路】

本節(jié)為蘇教版高中《生物》必修二教材中第四章第一節(jié)的內(nèi)容。主要通過三個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，總結(jié)了“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索過程：格里菲思的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)、艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)和赫爾希、蔡斯的T2噬菌體侵染大腸桿菌實(shí)驗(yàn)。本節(jié)內(nèi)容安排為兩個(gè)課時(shí)，本案例為第一課時(shí)內(nèi)容。

核酸的結(jié)構(gòu)、科學(xué)探究的步驟都是學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，這為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)提供了知識基礎(chǔ)。這節(jié)課重點(diǎn)是讓學(xué)生“重走探索之路”，以人類早期對遺傳物質(zhì)的推測為問題源頭，通過對上述實(shí)驗(yàn)的介紹和分析，讓學(xué)生親自體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和方法。

【教學(xué)目標(biāo)】

1.分析肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的過程、原理和結(jié)論。

2.通過模擬發(fā)現(xiàn)遺傳物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，進(jìn)行科學(xué)探究；通過分析圖文資料，嘗試信息的處理；模仿科學(xué)家通過分析、比較、推理、歸納等，去解決實(shí)際問題。

3.通過學(xué)習(xí)遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和不斷探究的科學(xué)精神；在學(xué)習(xí)過程中，形成科學(xué)的認(rèn)知論，掌握唯物辯證法。

【教學(xué)過程】

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，激發(fā)學(xué)生興趣

師（引入問題）：通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道遺傳是普遍存在的現(xiàn)象，而染色體在遺傳上能保持連續(xù)性和穩(wěn)定性。20世紀(jì)中葉，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)染色體主要是由蛋白質(zhì)和DNA組成的。在這兩種物質(zhì)中，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)呢？這個(gè)問題曾經(jīng)引起生物界激烈的爭論。你認(rèn)為遺傳物質(zhì)應(yīng)該具有什么特點(diǎn)？

生1：應(yīng)該可以傳給下一代。

生2：遺傳物質(zhì)本身要穩(wěn)定。

師：很好！還有么？

生3：本身要能夠攜帶大量遺傳信息，還要能夠精確復(fù)制。

師：大家考慮得很全面。那如果你要通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證某種物質(zhì)是不是遺傳物質(zhì)，你會選擇什么樣的生物材料呢？

生：最好簡單一點(diǎn)的。

師：比如什么生物？

生：單細(xì)胞的，細(xì)菌就可以。

師：同學(xué)們的想法跟科學(xué)家們的不謀而合，果然英雄所見略同！下面我們就來看看當(dāng)時(shí)科學(xué)家們是如何用實(shí)驗(yàn)揭開遺傳物質(zhì)的真面目的。

【利用問題創(chuàng)設(shè)情境，既營造了良好的課堂氛圍，又為接下來的分析實(shí)驗(yàn)埋下伏筆?！?/p>

二、引入實(shí)驗(yàn)，跟隨科學(xué)先驅(qū)一起思考

師：20世紀(jì)初，人們對蛋白質(zhì)的認(rèn)識比較深入。當(dāng)時(shí)已經(jīng)知道蛋白質(zhì)是由多種氨基酸連接而成的大分子，各種氨基酸可以按照不同的方式排列，形成不同的蛋白質(zhì)。這樣就使人很自然地想到，氨基酸多種多樣的排列順序可能蘊(yùn)含遺傳信息。首先通過確鑿的實(shí)驗(yàn)證據(jù)向“遺傳物質(zhì)是蛋白質(zhì)”的觀點(diǎn)發(fā)出挑戰(zhàn)的是美國科學(xué)家艾弗里，而艾弗里的實(shí)驗(yàn)又是在英國科學(xué)家格里菲思的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行的。

探究活動(dòng)1 1928年，格里菲思以小鼠為實(shí)驗(yàn)材料，研究肺炎雙球菌是如何使人患肺炎的。他用兩種不同類型的肺炎雙球菌去感染小鼠。一種細(xì)菌的菌體有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落光滑，叫做S型細(xì)菌；另一種細(xì)菌的菌體沒有多糖類的莢膜，在培養(yǎng)基上形成的菌落表面粗糙，叫做R型細(xì)菌。在這兩種細(xì)菌中，S型細(xì)菌可以使人患肺炎或使小鼠患敗血癥，R型細(xì)菌不會引起上述癥狀，是無毒性的。（PPT展示圖片）

師：實(shí)驗(yàn)先進(jìn)行第（1）（2）組的目的是什么？可否直接進(jìn)行第（4）組實(shí)驗(yàn)？

生：第（1）（2）組是做對照的，不能直接進(jìn)行第（4）組實(shí)驗(yàn)。

師：是的，科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，（1）（2）組實(shí)驗(yàn)可以證明R型和S型細(xì)菌的作用，排除小鼠死亡的其他原因。分析對比（1）（2）組實(shí)驗(yàn)，說明什么？

生：（1）（2）組對比，說明R型活菌不致死，而S型活菌致死。

師：對比（1）（2）組說明什么？

生：說明加熱死亡的S型細(xì)菌不致死。

師：對比（3）（4）組說明什么？

生：（3）（4）組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明R型活細(xì)菌與S型死細(xì)菌混合培養(yǎng)后產(chǎn)生了S型活細(xì)菌。

師：對。格里菲思從第（4）組死亡的小鼠尸體中分離出了有毒性的S型活細(xì)菌，而這些S型細(xì)菌的后代也是S型活細(xì)菌，說明這種轉(zhuǎn)化是可以遺傳的。該實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明遺傳物質(zhì)是什么嗎？

生：不能。

師：那這個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么呢？

生：這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)茏C明S型細(xì)菌中有一種轉(zhuǎn)化因子，使R型活細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型活細(xì)菌。

【以問題為向?qū)纬蓡栴}串且循序漸進(jìn)的探究過程體現(xiàn)了科學(xué)研究的思想和方法；在教學(xué)中突出了學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生多角度、多方位思考問題；問題緊扣教材，引發(fā)學(xué)生討論得出相應(yīng)的結(jié)論?！?/p>

探究活動(dòng)2 上述格里菲思的實(shí)驗(yàn)中，S型細(xì)菌中有某種轉(zhuǎn)化因子使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化，這個(gè)因子究竟是什么呢？格里菲思并沒有能夠證明，那我們來找找看吧！要找到細(xì)菌中究竟什么物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子，先要來看看細(xì)菌里有哪些物質(zhì)。同學(xué)們還記得初中學(xué)習(xí)過的細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)嗎？（PPT出示細(xì)菌結(jié)構(gòu)圖）

圖3

生：細(xì)菌的基本結(jié)構(gòu)有細(xì)胞壁、細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)和DNA。

師：有成型的細(xì)胞核嗎？

生：沒有。

師：是的，除了上述結(jié)構(gòu)之外，有些細(xì)菌還有莢膜、鞭毛等結(jié)構(gòu)。莢膜起保護(hù)作用，S型肺炎雙球菌就是有莢膜的，但沒有鞭毛。那么這些結(jié)構(gòu)的主要成分是什么呢？

生1：細(xì)胞壁的主要成分是多糖，細(xì)胞膜是由蛋白質(zhì)和脂質(zhì)組成的。

生2：DNA就是脫氧核糖核酸。

生3：莢膜的主要成分應(yīng)該是多糖吧？

師：對！所以加熱殺死的S型細(xì)菌中有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、多糖和DNA等物質(zhì)。要證明這些物質(zhì)中哪一個(gè)才是轉(zhuǎn)化因子，首先應(yīng)該如何操作呢？大家討論一下。

（學(xué)生分組討論）

生：最好將它們分開。

師：對，必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明轉(zhuǎn)化因子是哪一個(gè)呢？

（學(xué)生紛紛討論）

師：我們先來回想一下，科學(xué)探究的五個(gè)步驟是？

生（齊）：提出問題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、表達(dá)交流。

師：很好！那各位科學(xué)家現(xiàn)在要探究的問題是……？

生：DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)究竟誰是轉(zhuǎn)化因子？

師：你們的假設(shè)是……？

生：DNA是轉(zhuǎn)化因子。

師：那各位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方案是什么呢？

生：首先從S型細(xì)菌中分別提取出DNA、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)等物質(zhì)。然后分別將它們加入到已經(jīng)培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，觀察結(jié)果。

師：你們預(yù)測會有什么結(jié)果？

生：應(yīng)該是只有加入DNA的才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。

師：如何鑒別R型細(xì)菌和S型細(xì)菌呢？

生：可以用顯微鏡觀察，S型是有莢膜的，R型沒有。

師：很好，有別的辦法嗎？

生：可以看菌落，S型菌落光滑，R型菌落粗糙。

師：很好！同學(xué)們考慮得很周全。其實(shí)，1944年，科學(xué)家艾弗里就是這么做的?？磥砦覀兊耐瑢W(xué)已經(jīng)可以像科學(xué)家一樣去解決問題了，非常棒！我們一起來看一看他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（演示課件）

圖4

師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

生：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。

師：為何要設(shè)計(jì)加入DNA和DNA酶的那組實(shí)驗(yàn)？

生：應(yīng)該是和只加入DNA的那組實(shí)驗(yàn)形成對照。

師：非常好！科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，注意控制實(shí)驗(yàn)變量。你們剛才的假設(shè)成立了么？

生：成立了！

師：看來同學(xué)們都有當(dāng)科學(xué)家的潛質(zhì)，好好努力！艾弗里和他的同事進(jìn)行的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效；如果用DNA酶分解從S型細(xì)菌中提取的DNA，就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果甚至出乎艾弗里自己的預(yù)料，于是艾弗里提出了不同于當(dāng)時(shí)大多數(shù)科學(xué)家觀點(diǎn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。接下來，科學(xué)家們依然在努力揭開遺傳物質(zhì)的面紗，下節(jié)課我們將繼續(xù)沿著科學(xué)家的探索之路往下走。

【這是本節(jié)課的第二個(gè)探究活動(dòng)——艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)年這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上完成的，所以我引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考：如果你是當(dāng)年的科學(xué)家，要接著去探究轉(zhuǎn)化因子到底是什么，你會怎么做？為了降低學(xué)生思考的難度，先和學(xué)生一起討論出，如果要揭示轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)，最關(guān)鍵的步驟是必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。然后，和學(xué)生一起復(fù)習(xí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟，最后再讓學(xué)生去討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。當(dāng)學(xué)生討論出實(shí)驗(yàn)方案以后，告知他們，這與當(dāng)年科學(xué)家的做法是一致的，學(xué)生非常有成就感，學(xué)習(xí)積極性高漲。這樣的安排，既使學(xué)生的思維得到鍛煉，又讓他們主動(dòng)地獲取了知識，效果甚佳?！?/p>

【教學(xué)思考】

本節(jié)課在實(shí)施過程當(dāng)中，依照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過有步驟、分層次地創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)問題，并且得出結(jié)論，從而讓學(xué)生學(xué)到了科學(xué)探究的基本方法，達(dá)到了掌握知識、培養(yǎng)能力的目標(biāo)。

1.引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。

讓學(xué)生“重走探索之路”，以人類早期對遺傳物質(zhì)的推測為問題源頭，通過對艾弗里的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的介紹和分析，讓學(xué)生親自體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究態(tài)度和合作精神。對學(xué)生在分析過程中提出的疑問，及時(shí)給予解答。教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生分析“誰在轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中起作用”，“轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)”，“如果你是科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等問題，為探索艾弗里等人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。在探索艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)合課件和教材的圖文，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用。最后，指出艾弗里實(shí)驗(yàn)的不足之處，即DNA純度不夠，不能排除蛋白質(zhì)的作用，進(jìn)而引出噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，為下一課時(shí)埋下伏筆。

2.直觀形象地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，化解教學(xué)難點(diǎn)。

由于DNA的轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)是在特定的實(shí)驗(yàn)室條件下才能進(jìn)行的，學(xué)生無法親自動(dòng)手操作，缺少感性認(rèn)識，因此，需要教師形象直觀地介紹實(shí)驗(yàn)操作步驟。在教學(xué)中，筆者利用圖片、動(dòng)畫及多媒體課件，分步演示實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生置身于探究的全過程，有效地化解了教學(xué)難點(diǎn)。（作者單位：南京外國語學(xué)校）

生：最好將它們分開。

師：對，必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明轉(zhuǎn)化因子是哪一個(gè)呢？

（學(xué)生紛紛討論）

師：我們先來回想一下，科學(xué)探究的五個(gè)步驟是？

生（齊）：提出問題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、表達(dá)交流。

師：很好！那各位科學(xué)家現(xiàn)在要探究的問題是……？

生：DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)究竟誰是轉(zhuǎn)化因子？

師：你們的假設(shè)是……？

生：DNA是轉(zhuǎn)化因子。

師：那各位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方案是什么呢？

生：首先從S型細(xì)菌中分別提取出DNA、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)等物質(zhì)。然后分別將它們加入到已經(jīng)培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，觀察結(jié)果。

師：你們預(yù)測會有什么結(jié)果？

生：應(yīng)該是只有加入DNA的才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。

師：如何鑒別R型細(xì)菌和S型細(xì)菌呢？

生：可以用顯微鏡觀察，S型是有莢膜的，R型沒有。

師：很好，有別的辦法嗎？

生：可以看菌落，S型菌落光滑，R型菌落粗糙。

師：很好！同學(xué)們考慮得很周全。其實(shí)，1944年，科學(xué)家艾弗里就是這么做的。看來我們的同學(xué)已經(jīng)可以像科學(xué)家一樣去解決問題了，非常棒！我們一起來看一看他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（演示課件）

圖4

師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

生：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。

師：為何要設(shè)計(jì)加入DNA和DNA酶的那組實(shí)驗(yàn)？

生：應(yīng)該是和只加入DNA的那組實(shí)驗(yàn)形成對照。

師：非常好！科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，注意控制實(shí)驗(yàn)變量。你們剛才的假設(shè)成立了么？

生：成立了！

師：看來同學(xué)們都有當(dāng)科學(xué)家的潛質(zhì)，好好努力！艾弗里和他的同事進(jìn)行的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效；如果用DNA酶分解從S型細(xì)菌中提取的DNA，就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果甚至出乎艾弗里自己的預(yù)料，于是艾弗里提出了不同于當(dāng)時(shí)大多數(shù)科學(xué)家觀點(diǎn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。接下來，科學(xué)家們依然在努力揭開遺傳物質(zhì)的面紗，下節(jié)課我們將繼續(xù)沿著科學(xué)家的探索之路往下走。

【這是本節(jié)課的第二個(gè)探究活動(dòng)——艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)年這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上完成的，所以我引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考：如果你是當(dāng)年的科學(xué)家，要接著去探究轉(zhuǎn)化因子到底是什么，你會怎么做？為了降低學(xué)生思考的難度，先和學(xué)生一起討論出，如果要揭示轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)，最關(guān)鍵的步驟是必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。然后，和學(xué)生一起復(fù)習(xí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟，最后再讓學(xué)生去討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。當(dāng)學(xué)生討論出實(shí)驗(yàn)方案以后，告知他們，這與當(dāng)年科學(xué)家的做法是一致的，學(xué)生非常有成就感，學(xué)習(xí)積極性高漲。這樣的安排，既使學(xué)生的思維得到鍛煉，又讓他們主動(dòng)地獲取了知識，效果甚佳?！?/p>

【教學(xué)思考】

本節(jié)課在實(shí)施過程當(dāng)中，依照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過有步驟、分層次地創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)問題，并且得出結(jié)論，從而讓學(xué)生學(xué)到了科學(xué)探究的基本方法，達(dá)到了掌握知識、培養(yǎng)能力的目標(biāo)。

1.引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。

讓學(xué)生“重走探索之路”，以人類早期對遺傳物質(zhì)的推測為問題源頭，通過對艾弗里的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的介紹和分析，讓學(xué)生親自體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究態(tài)度和合作精神。對學(xué)生在分析過程中提出的疑問，及時(shí)給予解答。教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生分析“誰在轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中起作用”，“轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)”，“如果你是科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等問題，為探索艾弗里等人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。在探索艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)合課件和教材的圖文，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用。最后，指出艾弗里實(shí)驗(yàn)的不足之處，即DNA純度不夠，不能排除蛋白質(zhì)的作用，進(jìn)而引出噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，為下一課時(shí)埋下伏筆。

2.直觀形象地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，化解教學(xué)難點(diǎn)。

由于DNA的轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)是在特定的實(shí)驗(yàn)室條件下才能進(jìn)行的，學(xué)生無法親自動(dòng)手操作，缺少感性認(rèn)識，因此，需要教師形象直觀地介紹實(shí)驗(yàn)操作步驟。在教學(xué)中，筆者利用圖片、動(dòng)畫及多媒體課件，分步演示實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生置身于探究的全過程，有效地化解了教學(xué)難點(diǎn)。（作者單位：南京外國語學(xué)校）

生：最好將它們分開。

師：對，必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。假如你是當(dāng)時(shí)的科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來證明轉(zhuǎn)化因子是哪一個(gè)呢？

（學(xué)生紛紛討論）

師：我們先來回想一下，科學(xué)探究的五個(gè)步驟是？

生（齊）：提出問題、作出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論、表達(dá)交流。

師：很好！那各位科學(xué)家現(xiàn)在要探究的問題是……？

生：DNA、蛋白質(zhì)和其他物質(zhì)究竟誰是轉(zhuǎn)化因子？

師：你們的假設(shè)是……？

生：DNA是轉(zhuǎn)化因子。

師：那各位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方案是什么呢？

生：首先從S型細(xì)菌中分別提取出DNA、蛋白質(zhì)、多糖、脂質(zhì)等物質(zhì)。然后分別將它們加入到已經(jīng)培養(yǎng)了R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中，觀察結(jié)果。

師：你們預(yù)測會有什么結(jié)果？

生：應(yīng)該是只有加入DNA的才能使R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成S型細(xì)菌。

師：如何鑒別R型細(xì)菌和S型細(xì)菌呢？

生：可以用顯微鏡觀察，S型是有莢膜的，R型沒有。

師：很好，有別的辦法嗎？

生：可以看菌落，S型菌落光滑，R型菌落粗糙。

師：很好！同學(xué)們考慮得很周全。其實(shí)，1944年，科學(xué)家艾弗里就是這么做的?？磥砦覀兊耐瑢W(xué)已經(jīng)可以像科學(xué)家一樣去解決問題了，非常棒！我們一起來看一看他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。（演示課件）

圖4

師：你們觀察到了什么現(xiàn)象？

生：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌。

師：為何要設(shè)計(jì)加入DNA和DNA酶的那組實(shí)驗(yàn)？

生：應(yīng)該是和只加入DNA的那組實(shí)驗(yàn)形成對照。

師：非常好！科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)中，要設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，注意控制實(shí)驗(yàn)變量。你們剛才的假設(shè)成立了么？

生：成立了！

師：看來同學(xué)們都有當(dāng)科學(xué)家的潛質(zhì)，好好努力！艾弗里和他的同事進(jìn)行的肺炎雙球菌的體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是：只有加入DNA，R型細(xì)菌才能夠轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌，并且DNA的純度越高，轉(zhuǎn)化就越有效；如果用DNA酶分解從S型細(xì)菌中提取的DNA，就不能使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果甚至出乎艾弗里自己的預(yù)料，于是艾弗里提出了不同于當(dāng)時(shí)大多數(shù)科學(xué)家觀點(diǎn)的結(jié)論：DNA才是使R型細(xì)菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)。艾弗里的實(shí)驗(yàn)引起了人們的注意，但是，由于艾弗里實(shí)驗(yàn)中提取出的DNA純度最高時(shí)也還有0.02%的蛋白質(zhì)，因此，仍有人對實(shí)驗(yàn)結(jié)論表示懷疑。接下來，科學(xué)家們依然在努力揭開遺傳物質(zhì)的面紗，下節(jié)課我們將繼續(xù)沿著科學(xué)家的探索之路往下走。

【這是本節(jié)課的第二個(gè)探究活動(dòng)——艾弗里的肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，當(dāng)年這個(gè)實(shí)驗(yàn)是在格里菲思實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上完成的，所以我引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)去思考：如果你是當(dāng)年的科學(xué)家，要接著去探究轉(zhuǎn)化因子到底是什么，你會怎么做？為了降低學(xué)生思考的難度，先和學(xué)生一起討論出，如果要揭示轉(zhuǎn)化因子是什么物質(zhì)，最關(guān)鍵的步驟是必須將蛋白質(zhì)、糖類、脂質(zhì)和DNA分開，才能一一確定它們是不是轉(zhuǎn)化因子。然后，和學(xué)生一起復(fù)習(xí)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的五個(gè)步驟，最后再讓學(xué)生去討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。當(dāng)學(xué)生討論出實(shí)驗(yàn)方案以后，告知他們，這與當(dāng)年科學(xué)家的做法是一致的，學(xué)生非常有成就感，學(xué)習(xí)積極性高漲。這樣的安排，既使學(xué)生的思維得到鍛煉，又讓他們主動(dòng)地獲取了知識，效果甚佳?！?/p>

【教學(xué)思考】

本節(jié)課在實(shí)施過程當(dāng)中，依照學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過有步驟、分層次地創(chuàng)設(shè)問題情境，讓學(xué)生主動(dòng)探究、發(fā)現(xiàn)問題，并且得出結(jié)論，從而讓學(xué)生學(xué)到了科學(xué)探究的基本方法，達(dá)到了掌握知識、培養(yǎng)能力的目標(biāo)。

1.引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探索過程，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法。

讓學(xué)生“重走探索之路”，以人類早期對遺傳物質(zhì)的推測為問題源頭，通過對艾弗里的肺炎雙球菌體內(nèi)轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的介紹和分析，讓學(xué)生親自體驗(yàn)科學(xué)研究的思路和方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家的研究態(tài)度和合作精神。對學(xué)生在分析過程中提出的疑問，及時(shí)給予解答。教學(xué)過程中，引導(dǎo)學(xué)生分析“誰在轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中起作用”，“轉(zhuǎn)化因子究竟是什么物質(zhì)”，“如果你是科學(xué)家，你會如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等問題，為探索艾弗里等人進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)做好鋪墊。在探索艾弗里的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)時(shí)，結(jié)合課件和教材的圖文，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論：只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用。最后，指出艾弗里實(shí)驗(yàn)的不足之處，即DNA純度不夠，不能排除蛋白質(zhì)的作用，進(jìn)而引出噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，為下一課時(shí)埋下伏筆。

2.直觀形象地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程，化解教學(xué)難點(diǎn)。

由于DNA的轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)是在特定的實(shí)驗(yàn)室條件下才能進(jìn)行的，學(xué)生無法親自動(dòng)手操作，缺少感性認(rèn)識，因此，需要教師形象直觀地介紹實(shí)驗(yàn)操作步驟。在教學(xué)中，筆者利用圖片、動(dòng)畫及多媒體課件，分步演示實(shí)驗(yàn)過程，讓學(xué)生置身于探究的全過程，有效地化解了教學(xué)難點(diǎn)。（作者單位：南京外國語學(xué)校）