基因工程教学设计方案(表)

附件6云南师范大学第四届研究生课堂教学技能比赛教学设计方案选题类别：自然科学选手类别：非教师教育类参赛题目：基因工程的原理姓名：专业：遗传学所在学院：生命科学学院年级：15级指导教师：云南师范大学研究生部制2016年9月填表说明一、选题类别系指“人文社科”类与“自然科学”类；二、选手类别系指“教师教育类”与“非教师教育类”；三、“教学设计思路分析”应包括对教材内容、学生基础等的分析，阐明教学设计的重点及基本思路；四、“教案”主要包括教学目标、教学内容、教学重难点、教学过程（含课堂时间分配）、教学设计特色等；五、学院初赛时，本表须由指导教师签字；学校决赛时，本表须由指导教师及学院主管领导同时签字；六、打字请一律使用小四号宋体。表格不够可加页。1、教学设计思路分析：1.1教材分析基因工程是现代四大生物工程之一。《基因工程及其应用》是人教版高中生物必修2第6章第2节内容。本节内容主要包括三个方面，基因工程的原理，基因工程的应用、转基因生物和转基因食品的安全性，三部分内容分两课时讲授。第1课时简要介绍“基因工程的原理”，第2课时介绍“基因工程的应用”及“转基因生物和转基因食品安全性”。本节内容是对前面所学育种内容的补充，是即贴近生活又远离生活的微观内容。1.2学情分析对于基因操作的工具和基本步骤，内容抽象和复杂，学生接触少，会出现掌握不好，甚至理解错误的情况。虽然经过必修1的学习，学生的生物基础知识较扎实，思维的目的性、连续性和逻辑性已初步建立。但基因工程一节对学生来说难点较多，如果处理不好，会变成简单的死记硬背。我所面对的学生为高二的学生，他们思维活跃、易受激发，在教学过程中应积极采用形象生动，形式多样的教学方法能充分调动学生学习的积极性，因此在教学过程中，尽量通过生活化打比喻的方式和模型建构活动及采用多媒体动画形象化教学，并在教师引导下适时加强学生解决问题的能力，及培养学生运用图解等生物学语言归纳总结的能力。1.3教学设计思路本节课主要解决如下几个重点问题：（1）什么是基因工程？（2）基因工程的主要原理是什么？（3）基因工程的操作过程如何？其中问题（3）是教学难点。由于本节内容和前面的育种内容联系比较紧密，因此可以让学生回顾前面几种育种方法的成果，再通过“抗虫棉”情景展现传统育种方法的局限性，进而引出基因工程这一概念。接下来，根据激趣原则，通过展示色彩绚丽的转基因生物图片入手，引出基因工程的定义，采取“引导—互动—探究”模式，即采用师生互动探究式教学，并通过列举生活中的转基因成果让学生知道基因工程就在我们身边。而后通过与学生们所熟知的器官移植做对比，让学生理解基因工程的本质和原理。对于难点知识，基因工程的操作过程，我将让学生在看书，讨论的基础上启发引导他们，综合运用学习小组自主阅读讨论、多媒体图像展示、师生问答、模型实践的教学法来形象具体地阐述知识点。1.4教学流程第1课时基因工程的原理引入新课：展示常规育种的成果和色彩绚丽的转基因生物、导入设疑，讨论，简单介绍“抗虫棉”的产生引出“基因工程”的概念师生活动：探讨培育“抗虫棉”的具体过程并归纳出培育“抗虫棉”的关键步骤（生活化设喻），并引出并用类比方法介绍基因工程的基本工具：剪刀、针线、运载体师生活动：通过动画课件展示基因工程操作的基本步骤，师生归纳基因工程操作的“四步曲”，并引导学生分析如何获得“抗虫棉”的过程，加强基因工程操作过程的理解应用总结再现本节课的知识课堂练习2、教案2.1教学目标2.1.1知识目标：掌握基因工程的基本概念、基因工程的原理、基因工程的工具、基因工程的操作步骤。2.1.2能力目标：通过观察基因工程操作示意图，培养学生识图能力；通过比较基因工程与其他育种方式的优劣势，培养学生比较分析和归纳总结的能力；通过创情景和探究式讨论的课堂模式，培养学生合作探究的思维及能力。2.1.3情感目标：通过科学性的学习基因工程，为学生解答生命科学的奥秘，让学生在学习生命科学的过程过程中体验到乐趣，同时通过认识转基因技术，培养他们利用科学技术为人类谋福利的主体科学思想。2.2教学重难点2.2.1教学重点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）2.2.2教学难点：基因工程的基本原理（概念、工具、操作步骤）2.3教学过程（共28min）2.3.1情境导入（2min）回顾上节课的学习内容，教师提问：常规育种有哪些成果？学生思考，教师引导学生回答：第一种方法是杂交育种，比如将有抗性的小麦和高产性的小麦杂交得到既高产又抗病的小麦品种。第二种是诱变育种，比如将青霉菌在紫外光的照射下诱导，培育出高产青霉素的菌株。教师创设情境：虫害会严重影响棉花的产量，但自然界的棉花都不具备抗虫的特性，请你设计一种育种方法解决这一问题。学生疑惑，思考，讨论。2.3.2新课授教（23min）2.3.2.1基因工程的概念（5min）教师进而多用媒体逐一出示色彩绚丽的转基因生物图片，并设问：在生活中大家亲眼见过这些生物吗？其实前面大家看到的生物可以通过基因工程实现，基因工程给科学插上想象的翅膀，从而引出课题《第2节基因工程及其应用》。通过情境导入，利用课外资料吸引学生的注意力，引起学生的兴趣，同时培养学生的观察能力和总结能力。教师设问：什么叫基因工程？（从操作环境、操作对象、操作水平、过程、产生结果、实质等方面理解概念），打比方：就像器官移植一样，只不过一个是从个体到个体，另一个是从细胞到细胞。打比方使内容通俗化、形象化，利于学生理解。进而得到基因工程的定义：基因工程，又叫做基因拼接技术或DNA重组技术。通俗地说，就是按照人们的意愿，把一种生物的某种基因提取出来，加以修饰，然后放到另一种生物的细胞中，定向地改造生物的遗传性状。学生思考总结“抗虫棉”是怎样产的？”2.3.2.2基因工程的原理（18min）首先以指导读书法，让学生带着几个思考题进行读书学习。展示思考内容：（1）如何获得目的基因？（2）如何将目的基因导入受体细胞？（3）目的基因是否表达？随后，教师讲解内容：○1基因工程的操作工具a.获取目的基因的“剪刀”：基因的“剪刀”是限制性核酸内切酶（限制酶），能够识别一种特定的核苷酸序列，并在特定的切点上切割DNA分子。EcoRⅠ一种从细菌中发现的，已知多种限制酶中的一种。EcoRⅠ特定的识别序列是GAATTC，特定的切点是在G和A之间。讲述过程中多媒体展示限制酶切割DNA分子的示意图，重点强调两个“特定”的含义。并将标有碱基序列的实体卡片和剪刀分给同学，让同学亲自动手演示EcoRⅠ限制酶切割DNA分子的过程并展示结果。此过程通过学生自己动手，激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，体现基础知识的准确运用，在运用中加深对基础知识的深层次理解，同时加强学生的合作精神。b.连接基因的“针线”：两种来源不同的DNA分子用同种限制酶切割够，末端可以相互粘合。粘合的过程中，互补的碱基可以通过氢键结合，而脱氧核糖和磷酸二酯键的交替连接构成的DNA骨架上的缺口则由DNA连接酶连接。多媒体展示DNA骨架脱氧核糖和磷酸二酯键的结构图和DNA连接酶作用图，为了进一步强化学生的理解，以梯子作比喻，梯子的踏板是由氢键来结合，而DNA连接酶作用的是梯子的扶手。同时用卡片模拟强调梯子的踏板与扶手部位。此过程中梯子的比喻使内容通俗化、形象化，利于学生理解。通过展示问题引导学生讨论、交流从而培养学生分析问题的能力和归纳总结能力。c.基因的运载体：介绍载体的作用：将外源基因送入受体细胞。介绍载体具备的条件：能在宿主细胞内复制并稳定地保存；具有多个限制酶切点；具有某些标记基因。介绍运载体的种类：质粒、噬菌体和动植物病毒。展示质粒的结构模式图，强调质粒的定义：存在于拟核或细胞核外能够独立自主复制的很小的环状DNA分子。强调质粒具有抗生素抗性基因，可用于目的基因是否导入的检测。此过程利用插图，结合阅读课本，归纳载体必须具备条件的认识，培养学生归纳总结能力，从而加深学生的记忆。○2基因工程的操作步骤：展示基因工程操作的基本步骤的示意图，结合教师利用实体卡片演示基因的重组，引导学生归纳基因工程操作的基本步骤(四步曲)：a.提取目的基因:目的基因的提取途径有两条，一条是从供体细胞的DNA中直接分离基因；另一种是人工合成基因。b.目的基因与运载体结合（以质粒为运载体）:目的基因与运载体结合的结果可能有三种情况：目的基因与目的基因结合，质粒与质粒结合，目的基因与质粒结合。c.将目的基因导入受体细胞:导入方法：借鉴细菌或病毒侵染细胞的途径。导入过程：运载体为质粒，受体细胞为细菌。d.目的基因的检测和表达:检测：通过检测标记基因的有无，来判断目的基因是否导入。表达：通过特定性状的产生与否来确定目的基因是否表达。最后，请学生根据基因工程操作的基本步骤(四步曲)，在课下思考设计如何获得“抗虫棉”？2.3.3总结与反馈（3min）利用板书引导学生复习总结本节课内容，通过高考习题演练反馈同学们的学习成果。为第二课时的内容做铺垫，设疑：基因工程在实际应用领域中有何发展前景？转基因生物和转基因食品是好是坏？请学生在课外查阅或上网收集基因工程的应用相关资料，做好预习。2.4板书设计第6章第2节基因工程及其应用—基因工程的原理（第1课时）一、基因工程的概念（操作环境、操作对象、操作水平、过程、产生结果、实质）二、基因工程的操作工具1、基因剪刀—限制酶2、基因针线—DNA连接酶3、基因运载工具—运载体三、基因工程操作步骤（四步曲）剪切、拼接、导入、表达2.5教学特设计特色巧妙运用插图及多媒体技术，化“抽象”为“形象”。对于基因工程，学生接触得少，只运用文字来教学会感到很抽象。如在讲授基因工具时，教师会提供形象的插图，结合图文提出相应问题，引导学生思考，从而把学习的注意力从简单的死记硬背引导到分析、归纳、总结等有利于学生终身发展的能力上来。建立了模拟实践的方法，即通过简单的实物模拟阐述抽象难懂的知识点，将知识内容具体化、形象化、简单化。创设了自主探究的学习模式，即学生通过自己动手来体现基础知识的准确运用不仅，激发学生的兴趣，活跃课堂气氛，也使学生能在运用中加深对基础知识的理解，同时也加强学生的合作精神，充分体现了新课程理念中倡导的“自主性”、“合作性”、“探究性”等教学理念。利用板书概念图串联知识，化“部分”为“整体”。通过分步探讨，学生已经对基因工程每一步操作的原理、方法和过程做到了理解，但并未从整体上把握到基因工程的全过程，教师通过简约的板书构建了整节内容的概念图，将零散的知识进行归纳，把已掌握的知识显性化、可视化，实现新课程有效教与学的策略。指导教师意见：指导教师（签名）：年月日学院意见：学院领导（签名）：年月日评委打分表打分项目满分简要评语得分教学设计思路分析10教案15评委签名2014年月日