《三維打印制作DNA分子結構模型》教學設計教學目標結合科學史，厘清DNA的結構層次，描述其結構主要特點，用球棍模型模擬，培養學生勇于批判質疑、探索求真的科學精神和科學思維。用三維打印技術制作DNA雙螺旋分子結構的模型，開拓科學前沿視野，感悟工匠精神。結合球棍模型模擬和三維打印制作，明白基因檢測技術的原理。提升學生對身邊“消費級”基因檢測的認知辨析能力，提升社會責任感。教學重點以“DNA雙螺旋分子結構的發現”科學史為重要依托，并對其進行論證和探索，結合三維打印技術，帶領學生制作DNA雙螺旋分子結構的模型。教學難點厘清DNA的結構層次，概述DNA結構的主要特點，理解遺傳信息的本質，理解基因檢測技術的原理，奠定信息觀的基礎。教學方法科學論證討論，球棍模型模擬制作，三維打印技術實操教學課時1課時教學過程一、課前準備1.材料準備：構建DNA分子結構的球棍模型；3D打印機。2.查閱文獻：查找并學習“知網”相關“DNA分子結構發現”的科學史類文獻，了解其知識背景，精選與本節課重點知識相關的科學史資料，整理制作PPT。3.課堂導入：教師論述并提問：基因檢測已經飛入了尋常百姓家。通過基因測試服務可以對身體的多種特征和疾病，發生的概率進行評估，并針對性地進行預防。結合轉基因技術原理和實例大致講述“基因”的概念，為本節課的教學目標鋪墊理論背景。引出本節課用到的制作模型——“球棍模型”和3D打印，從而進入課堂開展。（設計意圖：通過真實情境的創設，激發學生的學習興趣。）1.活動一：DNA雙螺旋分子結構的發現與模型構建活動環節教師活動設計意圖DNA的基本單位是什么？展示關于“核苷酸”的科學史資料，講解核苷酸的結構組成，并用“球棍模型”進行拼裝展示。（展示視頻）幫助學生樹立“科學論證使每一個結論都有證據支撐”的觀念，培養科學思維。DNA的基本單位脫氧核苷酸之間是如何相連的？展示資料2，教師講解磷酸二酯鍵的化學原理及脫氧核苷酸的兩種方向性，繼續拼裝脫氧核苷酸鏈的模型。學生經歷對核心問題的探索、對主張的質疑和修正，體會求實創新的科學精神。DNA中有幾條脫氧核苷酸鏈？展示資料3，并引導學生思考推理，繼續拼裝兩條脫氧核苷酸鏈的模型。（展示視頻）通過補充科學史資料，以具體數據論證雙鏈結構的合理性，強化知識的獲得過程。兩條脫氧核苷酸鏈之間的連接方式又是如何？展示資料4、5、6，并引導學生思考推理，繼續拼裝兩條脫氧核苷酸鏈相互連接的平面結構，并形成雙螺旋空間結構。（展示視頻）加深學生對DNA結構的認識和對科學探索精神的感悟，強化邏輯自洽在科學論證過程中的重要性。DNA結構特點總結教師根據拼裝的DNA分子結構的模型，引導學生梳理該構建模型結構層次，總結DNA分子結構的特點，理解認清“遺傳信息”的本質。明確基因測序技術背后的生物學意義。2.活動二：三維打印DNA雙螺旋分子結構模型2.13D打印過程教師用視頻和圖片的方式展示介紹3D打印機的原理，計算機建模、打印過程、后期加工過程等，讓學生能夠身臨其境地感受到技術的應用過程，體驗工匠精神，提升對科技前沿技術的興趣度。2.2“小小螺旋大奧秘”教師再次通過本節課中兩種構建DNA分子結構的模型，回扣課前問題（基因檢測的原理），引導學生通過觀察和總價歸納，明確DNA攜帶巨大的遺傳信息的本質所在。通過論述DNA分子結構的多樣性和特異性，回歸到本節課的落腳點上——基因檢測在醫學上的應用價值的意義。3.課堂小結1.體驗操作樂趣，三維打印建構模型。2.重走科學歷史，弘揚傳承科學精神。3.關注前沿發展，深析透辟社會熱點。教師總結：我們通過重走科學家們對DNA分子結構的探究史，并通過“球棍模型”的模擬，一步步厘清了DNA分子的結構層次，最后用3D打印機，將其親手制作了出來。在這個過程中，領略技術操作樂趣的同時，仿佛也在和偉大的科學家們再次進行隔空對話，感受到他們身上求真務實的態度和鍥而不舍的科學精神代代相傳。通過建構模型，讓我們對DNA的結構