“肺炎双球菌的转化实验”的教学创新

赵瑞芬

摘 要 在“肺炎双球菌的转化实验”教学中，制作微视频导入新课，通过挖掘科学史和建构模型创新教学过程，改编生物歌曲进行课堂总结，有效落实课程理念和发展学生核心素养。

关键词 微视频 科学史 模型建构 核心素养

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

“肺炎双球菌的转化实验”作为证明DNA是遗传物质证据的经典实验之一，一直备受师生的重视。为利用该内容的教学，让学生领悟生物学家在研究过程中所持有的观点以及解决问题的思路和方法，笔者进行了创新，取得了理想效果，有效落实了课程理念，发展了学生核心素养。

1 制作微视频，展示探究歷程

肺炎双球菌的转化实验是“DNA是主要的遗传物质”第一课时的教学内容，考虑让导入既激发学生兴趣又起到引入课题的作用，笔者经过反复思考，决定自制微视频展示探究历程导入新课。笔者收集了探索遗传物质的过程中众多科学家的研究成果，浓缩成2 min的视频脚本。视频首先从DNA双螺旋结构的动态螺旋切入，再显示诺贝尔奖史上的几十次颁奖与核酸有关，以吸引了学生的注意。接着按时间轴展示从米歇尔发现核酸，科赛尔证明DNA和RNA的存在，到莱文的“四核苷酸假说”，直至人们否定核酸是遗传物质，猜测蛋白质是遗传物质。然后画面一转，探索遗传物质之路迎来转折点，20世纪50年代人们终于接受了“DNA是遗传物质”的观点。该视频不仅初步展示了科学探究历程，还激起学生探究的欲望，顺利将学生带入到对新知识的探求中。

2 挖掘科学史，培养理性思维

“理性思维”是生物核心素养之一，是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。科学史是培养学生理性思维的有效路径，“肺炎双球菌的转化实验”涉及严密的逻辑思维过程，但教材限于篇幅只介绍了格里菲思和艾弗里的实验过程。为了让学生在尊重事实和证据基础上运用科学的思维方法认识事物，笔者对肺炎双球菌的实验过程进行了挖掘，特别是格里菲思和艾弗里实验之间的演进，本身蕴含了严密的理性思维过程。教师将这一演进按逻辑顺序呈现就是引导学生进行思维的过程。

在格里菲思的肺炎双球菌转化实验之后，很多人重复了他的实验，也做出过各种猜测。例如几种典型猜想如下：

（1） R型细菌突变成S型细菌（偶然性）；

（2） 活R型细菌使S型细菌“死而复活”；

（3） 死的S型细菌刺激小鼠体内产生免疫物质，后者刺激R型细菌突变成了S型细菌；

（4） 加热杀死的S型细菌中“某物质”进入了活R型菌，使之转化为活S型细菌。

排除第一种猜想比较容易，如何否定上述第二、三种猜想，使学生的目光聚焦于第四种猜想？教师和学生对此都有困惑，但实际教学中很少有人去研究这个问题。笔者通过查阅资料，了解到其中的研究历程：在格里菲思发布了肺炎双球菌转化实验的成果之后，引起了美国洛克菲勒研究所艾弗里及其团队的关注。在洛克菲勒研究所的实验室，艾弗里的同事道森与阿洛维先后重复了格里菲斯的实验，具体过程如下：

（1） 道森等成功地在体外进行了转化实验：只在培养皿中也能使R型菌转化成S型菌，不需要以小鼠为媒介。——否定了小鼠体内免疫物质诱导的解释。

（2） 阿洛维将活R型菌和S型菌的无细胞提取液（不是完整细胞）混合，培养皿中仍长出了S型菌。——否定了活R型菌以某种方式使加热杀死的S型菌“复活”。这说明了S型菌提取物中含有某物质（转化因子），使R型菌发生转化。

通过挖掘科学史，学生顺利从格里菲斯实验的学习过渡到艾弗里的实验，既符合科学事实，又培养了学生的理性思维习惯。

3 注重实践，尝试模型建构

新课程高度关注教学过程中的实践经历，“重实践”强调学生学习的过程是主动参与的过程，教师既要让学生参与动手活动，又要让学生积极地融入涉及动脑的环节。对于艾弗里的肺炎双球菌转化实验，在教学中，大多数教师采用课件讲解的方式。笔者运用模型建构思想，给学生提供了一系列卡片（包括活R型菌、加热杀死的S型菌，培养皿（基）、DNA、蛋白质、多糖、RNA、DNA水解酶等），让学生在白板上构建模型来模拟艾弗里的实验过程，学生兴趣盎然、参与度高。模型建构的活动，既落实了“重实践”的课程理念，又让学生体验了科学家的研究过程。

4 总结有新招，改编生物歌曲

在课堂总结阶段，笔者没有采用常规总结方式，而是采用改编的生物歌曲进行总结，收到极好的效果。教师用《暖暖》歌曲的歌词改编了一首“肺炎双球菌转化之歌”，将学生演唱作为背景音乐，再与格里菲思和艾弗里的肺炎双球菌转化实验过程一起录制成视频，在课堂总结环节播放，不仅起到巩固总结的作用，还让学生感到新颖有趣，进一步激发了学生学习生物学的兴趣，此外这首歌曲可以作为教学资源反复使用。

曾有专家指出：一名优秀教师与一般教师的不同就在于他具有独特的教学艺术和教学风格，而根本上是因为他具有创新精神和创新能力。教师只有在教育教学中不断创新了才能培养学生的创新精神和创新能力。