劉彩燕

摘要：新課程標(biāo)準(zhǔn)明確高中生物教學(xué)的基本理念是提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，普通高中教科書生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》第四章《基因的表達(dá)》中“遺傳信息的翻譯”這一重難點(diǎn)，抽象而復(fù)雜，通過對(duì)蛋白質(zhì)合成（翻譯）教具的制作，并運(yùn)用在實(shí)際教學(xué)過程中，不僅將微觀的生物學(xué)知識(shí)形象具體化，化解難點(diǎn)，讓學(xué)生掌握“翻譯”的動(dòng)態(tài)過程，利于形成生命觀念，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，進(jìn)而提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：教具;翻譯;核心素養(yǎng)

中圖分類號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、設(shè)計(jì)背景

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》，指出學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐漸形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。[1] 自制教具在教學(xué)中的應(yīng)用是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑，在《基因的表達(dá)》一節(jié)中，制作蛋白質(zhì)合成（翻譯）教具模型，能夠使學(xué)生在理解生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上形成生命觀念，在課堂中利用該教具演示翻譯動(dòng)態(tài)過程，學(xué)生能夠更好地理解闡釋蛋白質(zhì)合成的過程，逐步發(fā)展科學(xué)思維。

普通高中教科書生物學(xué)必修2《遺傳與進(jìn)化》第四章《基因的表達(dá)》一節(jié)中“遺產(chǎn)信息的翻譯”的內(nèi)容是本節(jié)重點(diǎn)和難點(diǎn)，對(duì)于mRNA上的密碼子、tRNA上的反密碼子和氨基酸三者關(guān)系，核糖體如何沿著mRNA移動(dòng)，氨基酸脫水縮合等動(dòng)態(tài)過程，復(fù)雜而抽象，學(xué)生容易混淆，僅參考教材中的插圖和文字描述，理解和掌握都有著一定的難度。通過制作蛋白質(zhì)合成（翻譯）教具，模擬“遺傳信息的翻譯”的動(dòng)態(tài)過程，可以將微觀、抽象的知識(shí)具體形象化，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，突破重難點(diǎn)。生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，大部分內(nèi)容是屬于微觀方面，所以，利用自制教具進(jìn)行教學(xué)，在高中生物教學(xué)中尤為重要。

二、教具的制作方法

教材中的密碼子表、tRNA的結(jié)構(gòu)示意圖、蛋白質(zhì)合成示意圖，插圖多、復(fù)雜而且都是靜態(tài)的、平面的，然而蛋白質(zhì)合成（翻譯）演示器是可以將平面的插圖中的信息進(jìn)行整合。蛋白質(zhì)（翻譯）演示器（見圖1）包括mRNA結(jié)構(gòu)模型、tRNA結(jié)構(gòu)模型、核糖體結(jié)構(gòu)模型。在教學(xué)過程中，利用mRNA結(jié)構(gòu)模型，解決密碼子的概念、密碼子與氨基酸的對(duì)應(yīng)關(guān)系;利用tRNA結(jié)構(gòu)模型，解決反密碼子的概念、tRNA與轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的關(guān)系;二者共同解決密碼子與反密碼子堿基互補(bǔ)配對(duì)的關(guān)系。該教具最大的優(yōu)點(diǎn)是能夠動(dòng)態(tài)演示蛋白質(zhì)合成翻譯的具體過程，包括核糖體沿著mRNA移動(dòng)的過程，以及tRNA攜帶氨基酸到達(dá)相應(yīng)位置進(jìn)行密碼子和反密碼子的配對(duì)，氨基酸脫水縮合，tRNA離開等過程。

（一）制作材料

KT板、彩色卡紙、磁貼、泡沫小球、鐵絲、長方形泡沫板、油性筆。

（二）制作過程

（1）核糖體模型制作

取綠色背景KT板，裁剪出核糖體的模型（見圖2）。

（2）堿基模型制作

用4色彩色卡紙分別剪裁出5cm X 3.5cm大小若干，每種顏色代表一種堿基，并且在對(duì)應(yīng)顏色卡紙上用油性筆標(biāo)注堿基字母（見圖3） 。

（3）tRNA模型制作

取彩色卡紙剪裁出tRNA上部分形狀，將tRNA上半部分形狀和反密碼子對(duì)應(yīng)的堿基貼在KT板上，裁剪出tRNA結(jié)構(gòu)模型。用泡沫板裁剪出大小適中的長方形泡沫，底部粘貼條形的磁貼，然后將該長方形泡沫貼在tRNA背部（見圖4）。

（4）mRNA模型制作

用KT板裁剪出一條95cm X 5cm大小長條，將制備好的堿基按照一定的序列粘貼在上面，用油性筆標(biāo)注好5'端和3'端。用泡沫板裁剪出大小適中的長方形泡沫塊4個(gè)，頂部粘貼條形的磁貼，然后將該長方形泡沫貼在mRNA模型背部（見圖5）。

（5）氨基酸模型制作

用彩色卡紙裁剪出大小適中的小圓，用油性筆標(biāo)注對(duì)應(yīng)的氨基酸名稱，并將小圓卡紙粘貼在泡沫小球上（見圖6）。

（6）背景KT板制作

取95cm X 60cmKT板，在中間偏下部位挖出85cm X 3cm大小的空槽（見圖7）。

（7）核糖體與mRNA結(jié)合模型制作

用泡沫板剪出大小適中的長方形泡沫塊，貼在核糖體模型背部，鑲嵌在背景KT板的空槽處。另取大小適中的長方形泡沫塊從背景板后側(cè)與核糖體模型背部的泡沫粘貼在一起充當(dāng)移動(dòng)核糖體的把手;取KT板裁剪出大小適中的長方形兩個(gè)，固定在KT背景板背后作為支架，將mRNA模型固定在背景KT板空槽上方（見圖8）。

（8）tRNA攜帶氨基酸模型制作

用鐵絲將氨基酸模型固定在對(duì)應(yīng)的tRNA模型正確的位置（見圖9）。

三、教具在教學(xué)過程中的應(yīng)用

基于“本原三學(xué)”教學(xué)課改的指導(dǎo)思想，本節(jié)課分為三部分：課前前置研學(xué)，以前置研學(xué)案進(jìn)行預(yù)習(xí)，學(xué)生自主運(yùn)用該教具探索翻譯過程;課中團(tuán)隊(duì)互學(xué)、班級(jí)群學(xué)，小組合作交流得出教具演示正確的翻譯過程并且上臺(tái)展示成果;教師幫學(xué)，課中教師及時(shí)引導(dǎo)、點(diǎn)撥，幫助學(xué)生掌握該難點(diǎn)。

（一）課前前置研學(xué)，探索翻譯動(dòng)態(tài)過程

首先在導(dǎo)學(xué)案上設(shè)置如下問題：1.mRNA上的堿基與氨基酸之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系是怎樣的？2.游離在細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸是如何運(yùn)送到核糖體上合成蛋白質(zhì)？3.氨基酸如何連接到肽鏈上？4.核糖體如何沿著mRNA移動(dòng)并讀取相關(guān)遺傳信息？學(xué)生預(yù)習(xí)教材相關(guān)內(nèi)容，參考教材中的插圖，對(duì)蛋白質(zhì)合成（翻譯）教具進(jìn)行認(rèn)識(shí)并組裝，嘗試運(yùn)用教具解決以上問題。

（二）課中演示教具，掌握正確的翻譯動(dòng)態(tài)過程

基于課前的前置研學(xué)，學(xué)生對(duì)翻譯的過程有了初步的認(rèn)識(shí)，課堂中教師可先組織學(xué)生借助教具進(jìn)行小組討論，組內(nèi)成員發(fā)表個(gè)人對(duì)翻譯的過程理解，通過組員之間的質(zhì)疑，碰撞出思想的火花，最后達(dá)成對(duì)翻譯動(dòng)態(tài)過程的共識(shí)。接著教師邀請(qǐng)學(xué)生大方、自信地展示小組討論成果，其他同學(xué)進(jìn)行有效的評(píng)價(jià)。同時(shí)，教師及時(shí)點(diǎn)撥、指出同學(xué)們共同存在的知識(shí)理解誤區(qū)，強(qiáng)調(diào)易錯(cuò)點(diǎn)，例如：翻譯的起點(diǎn)是mRNA的起始密碼子，直至到mRNA的終止密碼子結(jié)束翻譯;翻譯的過程中是核糖體沿著mRNA移動(dòng)等。

（三）課后利用教具，重溫翻譯的動(dòng)態(tài)過程

教師通過布置課后作業(yè)，讓每位學(xué)生利用教具重溫翻譯過程。

用動(dòng)態(tài)教具演示課本靜態(tài)的內(nèi)容來描述生命現(xiàn)象，能準(zhǔn)確地向?qū)W生傳遞生物知識(shí)，幫助學(xué)生理解掌握抽象的生物知識(shí)，進(jìn)而構(gòu)建完整的生物知識(shí)體系。運(yùn)用教具進(jìn)行演繹和建模，探討生命現(xiàn)象及規(guī)律，不僅培養(yǎng)學(xué)生利用科學(xué)思維認(rèn)識(shí)事物的能力，同時(shí)形成生命觀念，提高生物學(xué)科核心素養(yǎng)，因此，自制教具在高中生物課堂中的應(yīng)用具有重要意義。

四、參考文獻(xiàn)

[1] 包春瑩. 普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）[M]. 北京： 人民教育出版社，2018：4-5

[2] 朱正威，趙占良. 生物學(xué)必修二遺傳與進(jìn)化[M]. 北京： 人民教育教育出版社，2019：66-69