高中生物《基因工程的基本操作程序》教案基于学科核心素养的教学设计及教学反思

高中生物《基因工程的基本操作程序》教案基于学科核心素养的教学设计及教学反思基于学科核心素养的教学设计课程名称：《基因工程的基本操作程序》姓名教师姓名任教学科生物学校学校名称教龄4年教学内容分析教学内容基因工程的基本操作程序教学目标1）通过动画演示、教师讲解，能够简述基因工程的原理和基本步骤（第一、二步曲）。（2）通过阅读文本、师生互动，能够学会运用思维导图总结基因工程的基本步骤（第一、二步曲）及方法。教学重点与难点1.从基因文库中获取目的基因2.利用PCR技术扩增目的基因3.基因表达载体的构建学科核心素养分析（1）基础知识（基因工程的原理和基本步骤（第一、二步曲）；用思维导图总结基因工程的基本步骤（第一、二步曲）及方法）；（2）基本技能（通过对基本概念、基本原理、方法步骤的正确理解和掌握，逐步形成比较、判断、推理、分析、综合等思维能力，具备能运用学到的生物学知识评价和解决某些实际问题的能力）；（3）基本思想（通过学习基因工程的操作程序，使学生树立结构与功能相统一的辩证唯物主义观念，培养学生的动手能力以及合作精神）；（4）基本活动经验（通过学习基因工程的基本操作程序，使学生认识到科学研究的严谨）。学生学情分析学生经过必修2《基因工程及其应用》和上一节《DNA重组技术的基本工具》的学习，已经具备学习基因工程的基本操作程序一节的基础；但基因工程一节对学生来说重、难点较多，因此在教学过程中，建议采取化整为零、各个击破的教学策略，并适当形象化相应的内容便于学生理解，再以动手互动能力加深对该内容的学习。教学过程设计教师活动预设学生活动设计意图师：对本节课的内容通过全国高考卷的分析定位其重要性和重难点。同时在课堂中引入思维导图的应用，回忆基因工程的基本操作程序的主要四个步骤。师：承上用荧光小鼠的例子引入目的基因的概念。师：怎样才能获得这些目的基因呢？获取目的基因的方法有哪些呢？利用形象化的“图书馆”比喻，引导出基因文库的概念。师：那么基因组文库和cDNA文库有什么区别呢？可结合课本P10生物技术资料卡讨论分析。通过回忆基因的结构更深刻的理解表格中的内容，如启动子、内含子。师：如何根据目的基因的有关信息从基因文库中获取目的基因？师：还有什么样的方法能够获取目的基因呢？师：要求结合书本，学会描述扩增的过程以及PCR的原理。师：若基因比较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。师：作为基因工程表达载体，只需含目的基因就可以完成任务吗？为什么要有“表达载体”的构建这一步骤？师：一个基因表达载体有哪些结构组成的呢？师生：基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。师：什么是复制原点、启动子、终止子它们的作用是什么呢？基因表达载体的组成顺序有何特点？师：标记基因的作用是什么呢？师：点评、解惑。师：讲解并展示自己的部分作品。师生：1、获取目的基因；2、基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。师：引导课后用思维导图的方式进行整理、归纳今天所学的内容。并完成课后的相关练习。（提示：课堂训练-《基因工程的基本操作程序》，更快更便捷的掌握学生的知识学习情况）生：思考、回答。包括目的基因获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体、目的基因检测与鉴定。生：目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，也可以是一些具有调控作用的因子。生：思考、回答。基因文库包括基因组文库和部分基因文库（cDNA）两类。（提示：打开素材精品动画：基因工程）生：讨论、思考和回答。生：思考和回答。根据基因的核苷酸序列；基因的转录产物mRNA；基因在染色体上的位置；基因的功能；基因表达产物蛋白质。生：思考、回答。PCR和人工合成法。（提示：打开素材精品动画：PCR过程）生：思考、回答。PCR的原理、前提、原料、方式等要点。生：可使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。生：复制原点是载体自我复制的起点。启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，转录出mRNA最终获得所需要的蛋白质。终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。生：鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而把含目的基因细胞筛选出来。师：让小组代表上台展示和发言，使整个课堂达到了高潮。生：小组代表上台展示作品和发言，提出在操作过程中遇到的问题。使学生对基因工程的基本操作程序有总体的认识。抽象变直观，便于学生理解。通过师生共同讨论帮助学生理解如何从基因文库中获得目的基因。通过动态的多媒体演示帮助学生理解PCR反应原理，尝试描述目的基因的扩增过程。讨论DNA合成仪合成目的基因所需的条件。联系旧知，学习新知。抽象的知识具体化，有利于学生学习新知。板书设计1、从基因文库中获取目的基因（1）构建基因组文库（2）部分基因文库（3）利用PCR技术扩增目的基因（4）人工合成法2、基因表达载体的构建（1）基因表达载体的组成（2）探究实验：模拟操作基因表达载体的构建教学反思节是选修三第一章基因工程第二节内容，呈上节操作工具，启下节基因工程的成果，在本章中具有重要作用。统览全册，与本节内容有关的章节很多，所以学会学好本节内容直接关系后面的学习。而基因工程内容抽象，知识琐碎，如何在有限的时间让学生充满乐趣高效学习是本节内容的主导思想。一、利用图片引入，激发学生的兴趣一副漂亮的荧光树引入，立即吸引了学生的眼球，学生都议论纷纷，这棵树为什么能发荧光呢怎样才能培育出这样的树呢教师抓住教育的契机，引入本节内容基因工程的基本操作程序，学生的兴趣调动了起来，思维之门打开。二、列表对比将琐碎知识整体化原核基因结构和真核基因结构的对比，基因组文库与部分基因文库的对比，PCR与DNA体内复制的对比，通过对比列表学生将学到的琐碎知识整体化，并且通过对比记忆更加牢固。三、学生自制流程图将抽象内容形象化基因文库是个抽象的概念，教师通过提供图片，指导学生阅读课本相关内容，学生自己绘制流程图，小组内进行讨论，小组代表发言。学生亲身探索的过程将知识内化，比起教师枯燥的讲解更能调动学生的积极性，知识的形成过程重视学生的主动性发挥，从而将抽象的知识形象化，取得了事半功倍的效果。四、小组讨论培养学生合作探究精神本节课中学生讨论一共三次，通过讨论可以开阔学生的思维，提高与他人合作的能力。在基因组文库的基因为什么不能全部进行物种间的基因交流的讨论中，学生们的思维尤为活跃，虽然个别学生的回答不符合实际，但是在学生讨论的过程中思维之门开启，畅所欲言，能够增强学生的积极性五、联系实际将理论知识形象化教师适时的将基因工程的科技成果穿插到教学中，开阔学生的视野，增强他们学习积极性，将理论知识生活化，具体化。六、多媒体与板书相结合随着科技的发展，多媒体在教学中的应用越来越多，但是有些教师完全依赖多媒体，这样的效果不是很好，板书不能丢，板书的设计也是教师基本功的一项，多媒体是用来补充板书不能体现的内容，一种辅助的手段。在教学过程中一些相关的图片，动画通过多媒体的演示可以帮助学生理解内容，但是切忌太过于花哨，应该突出实质性的东西。板书可以将课本的重点和内容完整的体现，给学生一个完整的印象不