2024-2025學年新教材高中生物第3章基因工程第2節基因工程的基本操作程序教學實錄新人教版選擇性必修3學校授課教師課時授課班級授課地點教具設計思路本節課以“2024-2025學年新教材高中生物第3章基因工程第2節基因工程的基本操作程序”為主題，通過結合教材內容，設計了一系列實踐活動和理論知識講解，旨在幫助學生掌握基因工程的基本操作程序，提高學生的實踐能力和創新思維。教學過程注重理論與實踐相結合，激發學生的學習興趣，培養他們的科學素養。核心素養目標1.科學思維：通過分析基因工程操作步驟，培養學生的邏輯推理和批判性思維能力。

2.科學探究：引導學生運用實驗設計、數據分析和結果評估，提高科學探究能力。

3.生物觀念：深化學生對生物大分子的結構與功能、生物多樣性和生物進化等概念的理解。

4.科學態度與責任：培養學生尊重科學、嚴謹求實的態度，增強對生命科學的責任感。學習者分析1.學生已經掌握了哪些相關知識：學生在本節課前已學習過分子生物學的基礎知識，包括DNA的結構、復制、轉錄和翻譯等，以及遺傳學的基本原理，如基因、染色體和遺傳規律等。這些知識為理解基因工程提供了必要的背景。

2.學生的學習興趣、能力和學習風格：學生對生物科學普遍保持較高的興趣，尤其是對前沿科技如基因工程。學生具備一定的實驗操作能力，但可能缺乏對復雜實驗流程的理解。學習風格上，部分學生偏好通過實驗操作來學習，而另一部分學生則更傾向于理論學習和邏輯推理。

3.學生可能遇到的困難和挑戰：學生在理解基因工程的基本操作程序時可能遇到以下困難：一是對實驗原理的理解不夠深入，難以將理論知識與實際操作相結合；二是實驗操作步驟復雜，學生可能難以記憶和準確執行；三是數據分析能力不足，影響對實驗結果的正確解讀。此外，學生對倫理和安全性問題的認識也可能成為學習中的挑戰。教學資源-軟硬件資源：生物實驗室、顯微鏡、DNA提取試劑盒、PCR儀、凝膠成像系統、計算機、投影儀

-課程平臺：學校生物學科網絡平臺

-信息化資源：基因工程操作視頻、相關實驗步驟PPT、在線實驗指導手冊

-教學手段：多媒體教學、小組討論、模擬實驗操作教學過程設計一、導入環節（5分鐘）

1.創設情境：展示關于基因工程在農業、醫學和環保等領域的應用案例視頻，引發學生對基因工程的興趣。

2.提出問題：引導學生思考基因工程是如何改變生物的遺傳特征的，以及它在現實生活中有哪些應用。

3.學生討論：分組討論，分享對基因工程的初步認識，教師巡視并給予適當引導。

二、講授新課（15分鐘）

1.基因工程概述：介紹基因工程的基本概念、發展歷程和重要性，強調其在生物科學領域的地位。

2.基因工程的基本操作程序：

a.基因克隆：講解克隆原理、目的基因的獲取、載體選擇和構建等步驟。

b.基因表達：介紹基因表達載體的構建、轉化和篩選等過程。

c.基因編輯：講解CRISPR-Cas9技術的基本原理和應用。

3.基因工程的安全性：討論基因工程可能帶來的倫理和生態問題，引導學生關注社會責任。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.實驗設計：教師提供實驗案例，學生分組設計實驗方案，如基因克隆實驗設計。

2.課堂討論：各小組分享實驗方案，教師點評并指導。

四、課堂提問（5分鐘）

1.提問環節：教師針對新課內容提出問題，引導學生回顧和鞏固所學知識。

2.學生回答：學生分組回答問題，教師點評并給予鼓勵。

五、師生互動環節（10分鐘）

1.小組合作：學生分組進行基因工程實驗操作模擬，教師巡視指導。

2.交流討論：各小組分享實驗心得，教師點評并解答疑問。

六、核心素養能力的拓展要求（5分鐘）

1.引導學生關注基因工程在現實生活中的應用，培養學生的社會責任感。

2.通過實驗操作模擬，提高學生的科學探究能力和團隊協作能力。

七、總結與反思（5分鐘）

1.教師總結本節課的主要內容，強調基因工程的基本操作程序。

2.學生反思自己在學習過程中的收獲和不足，教師給予指導。

教學時間分配：導入環節5分鐘，講授新課15分鐘，鞏固練習10分鐘，課堂提問5分鐘，師生互動環節10分鐘，核心素養能力的拓展要求5分鐘，總結與反思5分鐘，共計45分鐘。教學資源拓展1.拓展資源：

-基因工程的歷史與發展：介紹基因工程從分子克隆技術到現代CRISPR-Cas9技術的演變過程，以及重要里程碑事件和科學家。

-基因工程的應用領域：探討基因工程在農業、醫學、環境保護和生物技術產業中的應用案例，如轉基因作物、基因治療、生物制藥等。

-基因工程倫理與法規：分析基因工程帶來的倫理問題，如基因歧視、生物安全、知識產權等，以及相關法律法規和倫理指導原則。

-基因工程實驗技術：介紹常用的基因工程實驗技術，如PCR、基因測序、基因編輯等，以及它們在基因工程中的應用。

2.拓展建議：

-閱讀相關書籍和文章：推薦學生閱讀關于基因工程的科普書籍、專業期刊文章和在線資源，以拓寬知識面。

-參觀實驗室或科技館：鼓勵學生參觀生物實驗室、科技館或相關展覽，親身體驗基因工程實驗和應用。

-觀看教育視頻和紀錄片：推薦觀看與基因工程相關的教育視頻和紀錄片，如《基因革命》、《解碼生命》等，以增強學習興趣。

-參與科研項目或競賽：鼓勵學生參與基因工程相關的科研項目或科技創新競賽，提升實踐能力和創新思維。

-加入學習小組或社團：組織或加入基因工程學習小組或社團，與同學們共同探討和交流，促進知識的深化和拓展。

-關注基因工程最新動態：關注基因工程領域的最新研究進展和新聞動態，如基因編輯技術在醫學治療中的應用、轉基因作物的安全性評估等。

-開展跨學科研究：鼓勵學生結合其他學科知識，如化學、物理學、計算機科學等，進行跨學科研究，探索基因工程與其他領域的交叉應用。

-參與社區服務或志愿服務：參與與基因工程相關的社區服務或志愿服務活動，如基因檢測咨詢、環保宣傳等，提高社會責任感。課堂1.課堂評價：

a.提問與反饋：在講授新課和鞏固練習環節，通過提問來檢查學生對知識的掌握程度。問題設計要涵蓋本節課的關鍵知識點，通過學生的回答來了解他們的理解深度和思維過程。對于學生的回答，教師要給予及時反饋，無論是肯定還是指出錯誤，都要以鼓勵和支持為主，幫助學生建立自信。

b.觀察與記錄：在實驗操作環節，教師通過觀察學生的實驗步驟、操作技巧和實驗態度來評估他們的實踐能力。同時，教師記錄學生的表現，為后續的個別輔導和教學調整提供依據。

c.小組討論與展示：在小組討論和實驗設計環節，教師觀察學生之間的合作情況、討論的深度和廣度，以及他們能否將理論知識應用于實際問題解決。學生的小組展示是評價他們綜合能力的重要環節，教師要對展示過程和結果進行評價。

2.學生自我評價：

a.實施自我評價表格：在課程結束時，學生填寫自我評價表格，反思自己在課程中的學習表現，包括知識掌握、技能提升和團隊合作等方面。

b.引導學生自我分析：教師引導學生分析自己在學習過程中的強項和不足，鼓勵學生制定改進計劃。

3.作業評價：

a.作業設計：作業設計要緊密結合課堂教學內容，旨在鞏固所學知識并提升學生的應用能力。作業形式可以包括填空題、選擇題、簡答題和實驗報告等。

b.批改與反饋：作業批改要及時，教師對學生的作業進行認真批改，并給出具體的反饋意見。對于作業中的錯誤，教師要耐心解釋正確答案，幫助學生理解和改正。

c.作業展示與討論：在課堂上，教師可以選擇一些典型作業進行展示和討論，以此為契機，引導學生深入思考，提升他們的分析問題和解決問題的能力。

4.評價反饋：

a.課堂即時反饋：在課堂教學中，教師應通過提問、觀察和小組討論等方式，及時給予學生反饋，幫助學生糾正錯誤，強化正確知識。

b.定期評價反饋：通過定期的小測驗、單元測試等方式，對學生的學習成果進行評價，并給予書面或口頭反饋。

c.綜合評價報告：在課程結束后，教師為學生提供一份綜合評價報告，包括課堂表現、作業完成情況、實驗技能等，幫助學生全面了解自己的學習狀況。內容邏輯關系①基因工程的基本概念：

-基因工程的定義：通過分子生物學和分子遺傳學的方法，對生物體的遺傳物質進行改造和利用的技術。

-基因工程的目的：改變生物體的遺傳特性，培育新品種，生產新的生物產品，或治療遺傳疾病。

②基因工程的基本操作程序：

-目的基因的獲取：提取目標基因，可以通過PCR技術、人工合成等方法。

-載體的選擇與構建：選擇合適的載體，如質粒、噬菌體等，構建載體并與目的基因連接。

-轉化：將構建好的載體導入受體細胞，常用的轉化方法有電穿孔、顯微注射等。

-表達與篩選：在受體細胞中表達目的基因，通過篩選得到表達目的蛋白的細胞。

③基因編輯技術：

-基因編輯的定義：通過精確修改生物體基因的方法，實現對遺傳信息的精確操控。

-常用技術：如CRISPR-Cas9系統，它能夠高效、精確地編輯DNA序列。

④基因工程的倫理和安全性：

-倫理問題：基因工程可能引發的倫理爭議，如基因歧視、基因隱私等。

-安全性問題：基因工程對生態環境和人類健康的潛在風險。教學反思與總結今天的這節課，我們探討了基因工程的基本操作程序，這是一門既有趣又有挑戰性的課程。讓我來和大家分享一下我的教學反思和總結。

首先，我覺得在教學方法上，我嘗試了多種策略來提高學生的參與度和理解力。比如，我使用了多媒體教學，通過視頻和動畫展示了基因工程的具體操作步驟，讓學生直觀地理解復雜的生物學過程。我發現這種方法很有效，學生們對基因工程的興趣明顯提高了。

然而，我也意識到，有些學生對于抽象的概念還是感到困惑。在今后的教學中，我計劃增加更多實際案例的分析，讓學生能夠將理論知識與實際應用聯系起來，這樣可能有助于他們更好地理解。

在課堂管理方面，我發現小組討論環節對于一些學生來說是個挑戰。他們可能不太習慣在小組中表達自己的觀點，或者不知道如何有效地與同伴合作。為了解決這個問題，我打算在下次課之前，先進行一次小組合作技巧的培訓，幫助學生們更好地適應這種學習方式。

教學總結方面，我觀察到學生們在知識掌握和技能提升方面都有所進步。他們對基因工程的基本操作程序有了更深入的理解，并且在實驗操作模擬環節中，大多數學生能夠按照步驟完成實驗設計。在情感態度方面，學生們對科學探索的熱情也有所提高。

當然，也存在一些不足。比如，在課堂提問環節，有的學生回答問題時不夠自信，這可能是因為他們對知識掌握得不夠牢固。為了改善這一點，我會在課后提供更多的復習材料，幫助學生鞏固知識點。

對于今后的教學，我有以下幾點改進措施和建議：

1.增加課堂互動，鼓勵學生提問和表達自己的觀點。

2.設計更多實踐性的作業和實驗，讓學生在實踐中學習。

3.定期進行學習小組的反饋，幫助學生們互相學習，共同進步。

4.加強對學生的個別輔導，針對不同學生的學習需求提供個性化的指導。課后作業1.實驗設計題：

設計一個實驗方案，旨在通過PCR技術擴增特定基因片段。請描述實驗步驟，包括實驗材料、試劑和預期的實驗結果。

答案：實驗步驟如下：

a.提取含有目標基因的DNA樣本。

b.設計并合成特異性引物。

c.配制PCR反應混合物，包括模板DNA、引物、dNTPs、DNA聚合酶等。

d.進行PCR擴增，包括預變性、變性、退火和延伸步驟。

e.分析PCR產物，通過電泳檢測擴增的基因片段。

2.應用題：

解釋基因工程中載體選擇的重要性，并舉例說明常用的載體類型及其特點。

答案：載體選擇的重要性在于：

a.載體能夠有效地將目的基因導入受體細胞。

b.載體能夠保證目的基因在受體細胞中的穩定表達。

常用載體類型及其特點：

a.質粒：小型的環狀DNA分子，易于操作，穩定性好。

b.噬菌體：病毒載體，能夠高效地感染細菌，便于目的基因的轉移。

3.分析題：

分析CRISPR-Cas9技術在基因編輯中的應用優勢，并討論其在醫學和農業領域的潛在應用。

答案：CRISPR-Cas9技術的應用優勢包括：

a.操作簡單，效率高。

b.精確度高，能夠實現對特定基因的編輯。

c.成本低，易于大規模應用。

潛在應用：

a.醫學領域：用于治療遺傳性疾病，如囊性纖維化、血友病等。

b.農業領域：用于培育抗病蟲害、抗逆性強的轉基因作物。

4.討論題：

討論基因工程在環境保護中的作用，并分析可能帶來的環境和倫理問題。

答案：基因工程在環境保護中的作用：

a.