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全國中小學(xué)“教學(xué)中的互聯(lián)網(wǎng)搜索”優(yōu)秀教學(xué)案例評選 《基因工程及其應(yīng)用》教案設(shè)計 一、 教案背景 1面向?qū)W生： √中學(xué) □小學(xué) 2學(xué)科：生物 2課時：4 3學(xué)生課前準(zhǔn)備： 布置學(xué)生預(yù)習(xí)，要求學(xué)生搜集基因工程應(yīng)用成果的資料，并用PPT文件展示出來 搜集轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性問題的相關(guān)資料并準(zhǔn)備相應(yīng)的辨論稿。 二、 教學(xué)課題 ●知識目標(biāo) 1知道基因工程的概念 2掌握基因工程操作的基本工具。 　　3理解基因工程操作的基本步驟。 4舉例說出基因工程的應(yīng)用 ●能力目標(biāo) 1通過對概念、原理、方法的理解和掌握，逐步形成分析、綜合等思維能力，具備運用學(xué)到知識評價和解決實際問題的能力。 2通過引導(dǎo)學(xué)生網(wǎng)上探究，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，培養(yǎng)收集處理信息的能力、分析和解決問題的能力及交流與合作的能力。 ●情感目標(biāo) 1形成結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的基本觀點。 2培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的良好學(xué)風(fēng)，培養(yǎng)愛國主義熱情。 3關(guān)注科學(xué)與社會。 三、 教材分析 基因工程是現(xiàn)代生物科技中的熱點，逐漸對人類的生產(chǎn)和生活產(chǎn)生巨大的影響，所以該內(nèi)容被錄入了現(xiàn)行的高中生物必修教材中，并且在選修教材中有更詳細(xì)的闡述。學(xué)習(xí)這一內(nèi)容，既有助于學(xué)生對這一前沿科技的了解，也能讓學(xué)生對科學(xué)、技術(shù)、社會三者的關(guān)系有更深入的理解，還能為學(xué)生的人生規(guī)劃和發(fā)展提供一種新的視角。本課學(xué)習(xí)的基因工程操作的原理及教材概括的基本步驟：提取目的基因、目的基因與運載體結(jié)合、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的表達(dá)與檢測這四個步驟，都可以在必修1和必修2中找到理論基礎(chǔ)。但基因工程是在分子水平的操作，操作過程細(xì)微，抽象，實驗現(xiàn)象看不見也摸不著，只憑教師講述是很枯燥并較難講清，學(xué)生也難以理解。教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)還具有一定的開放性，展示了對轉(zhuǎn)基因食品安全性問題認(rèn)識的不同觀點，引導(dǎo)學(xué)生對轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品的安全性問題的關(guān)注、思考和交流。 教學(xué)重點 ：1簡述基因工程概念。 2掌握基因工程的基本工具。 　　 3理解基因工程的基本步驟。 4關(guān)注轉(zhuǎn)基因生物及轉(zhuǎn)基因食品安全性。 教學(xué)難點：1掌握基因工程的基本工具。 　　 2理解基因工程的基本步驟。 3說出基因工程的應(yīng)用 四、 教學(xué)方法：講授法、自學(xué)釋疑法、分組討論法 1教學(xué)之前用百度在網(wǎng)上搜索《基因工程及其應(yīng)用》的相關(guān)教學(xué)材料，找了很多教案作參考，了解到教學(xué)的重點和難點，確定課堂教學(xué)形式和方法。然后根據(jù)課堂教學(xué)需要，利用百度搜索基因工程相關(guān)應(yīng)用的資料，并選擇學(xué)生非常感興趣的發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因兔的圖片（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B7%A2%B9%E2%D7%AA%BB% F9%D2%F2%CD%C3&in=16978&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=10&rn=1&di=10154933056&ln=130&fr=&ic=0&s=0），做成PPT，創(chuàng)設(shè)通過基因工程獲得這樣一個發(fā)熒光的轉(zhuǎn)基因兔這個學(xué)習(xí)情景，導(dǎo)出本節(jié)課，迅速集中學(xué)生的注意力，把他們思緒帶進特定的學(xué)習(xí)情境中，激發(fā)起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強烈的求知欲。 2“限制酶作用特點及DNA連接酶作用部位”這兩個知識點，只憑教師講述學(xué)生也難以聽懂。所以先引導(dǎo)學(xué)生讓學(xué)生帶著問題去閱讀教材，然后用百度圖片搜索下載限制酶作用方式的圖片（http://image.baidu. com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C4%DA%C7%D0%C3%B8&in=18839&cl=2&cm=1&sc=0&lm =-1&pn=36&rn=1&di=193177424&ln=1309&fr=&ic=0&s=0） 再用百度百科在網(wǎng)上搜索下載DNA連接酶作用方式的圖片（http://baike.baidu.com/image/2f3295d47890b524a18bb797），并導(dǎo)入PPT。讓學(xué)生自學(xué)基因工程操作的基本工具之后，根據(jù)學(xué)生自學(xué)中存在的問題，邊講解邊讓學(xué)生觀看相關(guān)的圖片，將這些知識點以圖片的形式呈現(xiàn)在學(xué)生面前，從而掌握限制酶作用特點及DNA連接酶作用部位，可以有效地突出重點，突破難點，取得傳統(tǒng)教學(xué)方法無法比擬的教學(xué)效果。 3“運載體的特點”這個知識點是學(xué)生理解基因工程操作中為什么要用運載體的基礎(chǔ)，而理解運載體的特點要從它的結(jié)構(gòu)入手，所以用百度圖片在網(wǎng)上搜索質(zhì)粒的圖片，（http://image.baidu.com/i?ct=50331 6480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%D6%CA%C1%A3%BD%E1%B9%B9&in=3965&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=56&rn=1&di=2896387776&ln=680&fr=&i）用PPT將它展示在大屏幕上，然后描繪它的結(jié)構(gòu)歸納出它的功能上的特點，體現(xiàn)了生命是結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一體。 4“基因工程操作的基本步驟”這個知識點是建立在學(xué)生學(xué)習(xí)了“基因工程操作的基本工具”這個知識體系之后，所以為了檢查學(xué)生學(xué)習(xí)“基因工程操作的基本工具”這個知識體系時的效果多高，設(shè)計了“有了基因工程的工具，我們?nèi)绾萎a(chǎn)生發(fā)熒光的兔子呢”這個情景。讓學(xué)生小組討論，歸納操作步驟這個環(huán)節(jié)。然后用百度圖片搜索基因工程操作流程圖，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimage detail&word=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B2%D9%D7%F7%B2%BD%D6%E8&in=20465&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=2&rn=1&di=7683048288&ln=133&fr=&ic=0&s=0）用PPT將基因工程操作流程圖展示在大屏幕上。 啟發(fā)學(xué)生思考如何獲得目的基因，目的基因如何導(dǎo)入受體細(xì)胞？怎樣對基因的表達(dá)進行檢測？最后用百度知道搜索導(dǎo)入目的基因的方法http://zhidao.baidu.com/question/74159798.html?si=5用百度搜索目的基因的檢測方法。http://blog.sina.com.cn/s/blog_609afd550100dfci.html 用百度搜索出教師在實際操作中做“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達(dá)”課題時的相關(guān)文獻資料。http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_swjs200602008.aspx通過教師自身的經(jīng)歷這個隱性課程資源，濃厚地增強了學(xué)生的興趣。 然而學(xué)生對實際生產(chǎn)中，如何進行基因工程這種分子水平上的操作過程還沒有一個感性認(rèn)識，教師用百度搜索下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，http://course.szu.edu.cn/geneweb/shiyan/shiyan.html讓學(xué)生參觀一個具有形象化展示功能以及強大的交互性功能的3D虛擬實驗環(huán)境實驗室，并“身臨其境”地操縱虛擬儀器來“做”基因工程中的某一實驗，體驗一下實際工作中如何進行基因工程操作，對基因工程這種分子水平上的操作過程有一個感性認(rèn)識。 5課前布置學(xué)生預(yù)習(xí)，要求學(xué)生用百度搜索基因工程的成果，并用PPT文件展示出來。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%D3%A6%D3%C3&f=8&wd=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB 用百度在網(wǎng)上搜索轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性問題的相關(guān)資料并準(zhǔn)備相應(yīng)的辨論稿。上課前教師收集好，課堂上進行交流。http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3% C9%B9%FB&f=8&wd=%D7%AA%BB%F9%D2%F2%C9%FA%CE%EF%BA%CD%D7%AA%BB%F9%D2%F2%CA%B3%C6%B7%B0%B2%C8%AB%D0%D4 五、 教學(xué)過程 說明如何導(dǎo)入該課程，主要教學(xué)點的設(shè)計，知識拓展等。 第一節(jié) 教學(xué)要點： 簡述基因工程概念，掌握基因工程的基本工具。 教學(xué)過程： 【圖片導(dǎo)入】熒火蟲發(fā)光不奇怪，奇怪的是會發(fā)光的兔子。 【百度圖片】會發(fā)光的轉(zhuǎn)基因兔（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%B7%A2%B9%E2%D7%AA%BB% F9%D2%F2%CD%C3&in=16978&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=10&rn=1&di=10154933056&ln=130&fr=&ic=0&s=0） 【教師活動】教師設(shè)問并引導(dǎo)：熒火蟲為什么會發(fā)熒光？ 【學(xué)生活動】學(xué)生討論得出結(jié)論：含有熒光蛋白酶基因。 【教師活動】請發(fā)揮你們的想象力，怎樣讓兔子也會發(fā)熒光呢？可不可以利用上節(jié)課講得雜交育種的方法？組織學(xué)生討論、交流看法。 【學(xué)生活動】學(xué)生分小組討論和交流。不可能雜交育種，設(shè)想將熒火蟲的熒光蛋白酶基因放到細(xì)菌和兔子體內(nèi)。 【教師活動】教師肯定學(xué)生合理想法，作出小結(jié)：由于雜交育種種內(nèi)基因交流的局限性，使人們設(shè)想按照自己的意愿直接定向改變生物，從而打破了雜交育種的局限，實現(xiàn)了種間的基因交流。這種設(shè)想已經(jīng)成為現(xiàn)實。 【板書】基因工程及其應(yīng)用 【教師活動】請學(xué)生歸納出基因工程的概念。 【學(xué)生活動】學(xué)生表述基因工程的定義：通過人工的方法，把一種生物的特定基因轉(zhuǎn)移到另一種生物體內(nèi)。 【教師活動】教師設(shè)問：如何將熒火蟲的熒光蛋白酶基因放到兔子體內(nèi)？需要哪些工具呢？ 深入引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P102頁至P103頁第二段，并思考回答下列問題（課件展示）： （1）基因工程的最基本的工具是什么？ （2）基因“剪刀”指的是什么？ 它的功能特點是什么？舉例說明。 （3）要想獲得某個特定性狀的基因須用相同的限制酶切，還是用不同的限制酶切？ （4）基因的“針線”指的是什么？它連接的部位在哪里？ 教師根據(jù)學(xué)生自學(xué)中存在的問題，用圖片幫助學(xué)生理解。 【百度圖片】DNA限制酶作用方式的圖片（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word=%C4%DA%C7%D0 %C3%B8&in=18839&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=36&rn=1&di=193177424&ln=1309&fr=&ic=0&s=0） 【百度百科】DNA連接酶作用方式的圖片（http://baike.baidu.com/image/2f3295d47890b524a18bb797） 【學(xué)生活動】在教師的引導(dǎo)下，分析和理解重點和難點問題.學(xué)生觀看圖片，了解“剪刀”“針線”的特點。 【板書】二、基因工程的最基本工具 1．基因的“剪刀”：限制性核酸內(nèi)切酶（限制酶） 2．基因的“針線”：DNA連接酶 【教師活動】教師小結(jié)：通過學(xué)習(xí)我們知道了如何把來源不同的兩個基因連接起來。但是，要將目的基因送入受體細(xì)胞，還需要專門的運輸工具：運載體。教師以質(zhì)粒為例，用課件展示其結(jié)構(gòu)特點及功能。 【百度圖片】質(zhì)粒的圖片，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimagedetail&word =%D6%CA%C1%A3%BD%E1%B9%B9&in=3965&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=56&rn=1&di=2896387776&ln=680&fr=&i） 【學(xué)生活動】學(xué)生觀看課件，了解運載體的特點。 【板書】3．基因的運載體：質(zhì)粒、噬菌體、動植物病毒等 【教師活動】教師設(shè)問：有了工具，我們?nèi)绾萎a(chǎn)生發(fā)熒光的兔子呢？ 【學(xué)生活動】學(xué)生小組討論，歸納操作步驟。 【百度圖片】基因工程操作流程圖，（http://image.baidu.com/i?ct=503316480&z=0&tn=baiduimage detail&word=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B2%D9%D7%F7%B2%BD%D6%E8&in=20465&cl=2&cm=1&sc=0&lm=-1&pn=2&rn=1&di=7683048288&ln=133&fr=&ic=0&s=0） 【教師活動】教師用課件展示基因工程操作的基本步驟，啟發(fā)學(xué)生思考： 1．培育轉(zhuǎn)基因生物時，需要外源基因即目的基因，那么目的基因從哪里來？ 引導(dǎo)學(xué)生思考和討論得出獲得目的基因的幾種途徑。 【學(xué)生活動】學(xué)生聯(lián)系中心法則，得出獲得目的基因的幾種途徑。 【板書】三基因工程的基本操作步驟 1提取目的基因 【教師活動】引導(dǎo)學(xué)生思考目的基因如何導(dǎo)入受體細(xì)胞？用圖片展示實際操作情境。 【百度知道】導(dǎo)入目的基因的方法http://zhidao.baidu.com/question/74159798.html?si=5 【學(xué)生活動】學(xué)生思考討論 【板書】2目的基因與運載體結(jié)合 3將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞 【教師活動】引導(dǎo)學(xué)生思考外源目的基因進入受體細(xì)胞后為什么還要進行目的基因的檢測？聯(lián)系中心法則如何對基因的表達(dá)進行檢測？ 【百度搜索】目的基因的檢測方法。http://blog.sina.com.cn/s/blog_609afd550100dfci.html 【學(xué)生活動】學(xué)生回憶蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)及中心法則，思考討論，師生得出結(jié)論。 【板書】4目的基因的表達(dá)與檢測 【百度搜索】百度搜索出教師在實際操作中做“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達(dá)”課題時的相關(guān)文獻資料。http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_swjs200602008.aspx 【教師活動】教師用自身的經(jīng)歷，用圖片給學(xué)生略帶講解一下如何做課題“西方許旺酵母α-淀粉酶基因的克隆及其在大腸桿菌中的分泌表達(dá)”。通過教師自身的經(jīng)歷補充課外的科技前沿的知識，濃厚地增強學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。 【百度搜索】下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，http://course.szu.edu.cn/geneweb/shiyan/shiyan.html 【學(xué)生活動】學(xué)生參觀虛擬實驗室，并進行虛擬操作。 【教師活動】收集上課前教師布置的交流課題：1搜集我國在基因工程方面的成就2準(zhǔn)備關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性問題的辨論稿，啟發(fā)學(xué)生對其安全性問題進行討論。 【學(xué)生活動】學(xué)生上網(wǎng)搜集資料，并在課堂上進行匯報。 【百度搜索】百度搜索基因工程的成果，課堂上進行交流。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%D3%A6%D3%C3&f=8&wd=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB 【百度搜索】搜索轉(zhuǎn)基因生物和轉(zhuǎn)基因食品安全性問題的相關(guān)資料并準(zhǔn)備相應(yīng)的辨論稿，課堂上進行交流。 http://www.baidu.com/s?tn=tt98com_cb&bs=%BB%F9%D2%F2%B9%A4%B3%CC%B3%C9%B9%FB&f=8&wd=%D7%AA%BB%F9%D2%F2%C9%FA%CE%EF%BA%CD%D7%AA%BB%F9%D2%F2%CA%B3%C6%B7%B0%B2%C8%AB%D0%D4 【教師活動】【學(xué)生活動】師生共同總結(jié)，對活動過程和結(jié)果做出合理評價。 【教師活動】教師對本節(jié)內(nèi)容進行簡要總結(jié)。 【教師活動】教師布置課外課題： 自已設(shè)計一個思路利用基因工程的方法，對某種生物進行定向改造。 六、 教學(xué)反思 新課程背景下的高中生物貼近社會實際，反映生物科學(xué)和技術(shù)的新進展，涉及到基因工程，細(xì)胞工程，發(fā)酵工程，蛋白質(zhì)工程等各個方向原理過程，內(nèi)容抽象復(fù)雜，較難理解，這些對于中學(xué)生物教學(xué)提出了一個挑戰(zhàn)。 該課是將以百度互聯(lián)網(wǎng)搜索技術(shù)應(yīng)用于生物教學(xué)過程中的一次有益嘗試，從中得到了互聯(lián)網(wǎng)搜索應(yīng)用于生物教學(xué)中的幾點啟發(fā)： 1 利用互聯(lián)網(wǎng)搜索的內(nèi)容設(shè)立情境：利用百度搜索、百度圖片、百度百科、百度視頻等搜索引出大家非常感興趣的與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的圖片、文本或視頻，創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，使學(xué)習(xí)能在和現(xiàn)實情況基本一致或相類似的情境中發(fā)生，把學(xué)生的思緒帶進特定的學(xué)習(xí)情境中，激發(fā)起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣和強烈的求知欲。 另外還可利用百度搜索出相關(guān)的虛擬實驗室軟件，可以將學(xué)生帶入一個虛擬環(huán)境中，完成現(xiàn)實生活中無法實現(xiàn)的實驗操作，比如本次課百度搜索并下載“基因工程虛擬實驗室”軟件，讓學(xué)生參觀一個具有形象化展示功能及強大交互功能的3D虛擬實驗室，并“身臨其境”地操縱虛擬儀器來“做”基因工程中的某一實驗，體驗一下實際工作中如何進行基因工程操作，對基因工程這種分子水平上的操作過程有一個感性認(rèn)識。 2利用互聯(lián)網(wǎng)搜索進行自主學(xué)習(xí)：利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)創(chuàng)設(shè)新型的學(xué)習(xí)環(huán)境，打破時空范圍的限制，讓學(xué)生看到、聽到不易直接看到、聽到的事物、現(xiàn)象和過程，將學(xué)習(xí)延伸到更廣闊的世界，及時關(guān)注社會現(xiàn)實，跟蹤社會熱點，大大豐富教材內(nèi)容。比如本次課讓學(xué)生用搜索引擎搜集基因工程應(yīng)用方面和轉(zhuǎn)基因安全性問題的相關(guān)資料，網(wǎng)絡(luò)檢索開闊了學(xué)生視野，通過不同觀點的交鋒，補充、修正、加深每個學(xué)生對當(dāng)前問題的理解，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)主體作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、積極性，培養(yǎng)了學(xué)生的交流合作的能力。 3在本次嘗試中，學(xué)生通過相互之間的交流合作和學(xué)習(xí)中，利用百度搜索引擎的方法和技巧上也得到了提高，增加了搜索的準(zhǔn)確性的，增強了獲取有關(guān)信息與資料的能力，利用、評價有關(guān)信息與資料的能力?，F(xiàn)在居然形成了一種“有問題找百度”的學(xué)習(xí)風(fēng)氣，學(xué)生在共同學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)中不斷進步。 七、 教師個人介紹 省份： 廣東省 學(xué)校：廣東省深圳市龍崗區(qū)布吉中學(xué) 姓名： 廖昱泓 廖昱泓, 中教一級，碩士，高中生物學(xué)教師，熱愛生活，熱愛生物。