2019版 北师大版 高中生物学 必修2 遗传与进化《第1章 遗传信息的分子基础》大单元整体教学设计2020课标

版北师大版高中生物学必修2遗传与进化《第1章遗传信息的分子基础》大单元整体教学设计[2020课标]一、内容分析与整合二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解三、学情分析四、大主题或大概念设计五、大单元目标叙写六、大单元教学重点七、大单元教学难点八、大单元整体教学思路九、学业评价十、大单元实施思路及教学结构图十一、大情境、大任务创设十二、单元学历案十三、学科实践与跨学科学习设计十四、大单元作业设计十五、“教-学-评”一致性课时设计十六、大单元教学反思一、内容分析与整合（一）教学内容分析2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》第一章《遗传信息的分子基础》是生物学核心内容的重要组成部分，它深入探讨了遗传信息在分子层面的本质及其传递机制。本章内容主要分为两节：第一节《DNA是主要遗传物质的探索》和第二节《核酸的分子结构》。第一节：DNA是主要遗传物质的探索本节内容主要介绍了科学家们如何通过一系列实验探索并确认DNA是主要的遗传物质。从格里菲斯的肺炎双球菌转化实验开始，到艾弗里的转化实验，再到赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验，这些经典实验不仅揭示了DNA在遗传中的作用，还体现了科学探索的过程和方法。学生将通过学习这些实验，理解科学发现的逻辑和实验设计的原则，培养科学思维和科学探究能力。第二节：核酸的分子结构本节内容聚焦于核酸（特别是DNA）的分子结构。学生将学习DNA的双螺旋结构模型，包括碱基配对原则、磷酸二酯键的形成、以及DNA的空间结构特点。RNA的结构和功能也将被简要介绍，以帮助学生全面理解核酸在遗传信息传递中的作用。通过本节的学习，学生将形成对生命分子基础的深刻认识，树立生命观念。（二）单元内容分析本单元《遗传信息的分子基础》是生物学必修课程中的核心章节，它不仅是后续学习遗传规律、基因表达与调控、生物进化等内容的基础，也是理解生命科学领域许多前沿问题的关键。本单元内容具有高度的抽象性和理论性，但同时也与学生的日常生活和科技发展密切相关。核心概念与理论遗传物质：通过经典实验确认DNA是主要的遗传物质。核酸结构：详细阐述DNA和RNA的分子结构，特别是DNA的双螺旋结构模型。遗传信息传递：初步介绍遗传信息如何在DNA、RNA和蛋白质之间传递。科学方法与思维实验设计与分析：通过经典实验的学习，培养学生设计实验、分析数据和得出结论的能力。模型构建：利用DNA双螺旋结构模型等，帮助学生理解复杂的生物学概念。批判性思维：鼓励学生质疑、讨论和评估科学证据，形成独立的科学观点。社会责任与伦理科技应用：讨论遗传信息在医学、农业等领域的应用及其潜在影响。伦理问题：引导学生思考遗传信息的隐私保护、基因编辑的伦理边界等问题。（三）单元内容整合为了使学生更全面地理解遗传信息的分子基础，本单元内容需要进行有效的整合。可以通过以下几个方面进行：历史脉络与逻辑顺序按照科学发现的历史脉络，从遗传物质的探索到核酸结构的揭示，逐步深入。这种顺序不仅符合学生的认知规律，还有助于培养学生的科学史观。理论与实践相结合在介绍理论知识的同时，结合实验操作和模型构建等实践活动，加深学生对抽象概念的理解。例如，通过制作DNA双螺旋结构模型，帮助学生直观感受DNA的结构特点。跨学科融合本单元内容可以与其他学科如化学、物理学等进行融合。例如，利用化学知识解释磷酸二酯键的形成，利用物理学原理理解DNA的空间结构等。社会责任与伦理教育将遗传信息的应用与伦理问题融入教学内容中，引导学生思考科技发展的双刃剑效应，培养他们的社会责任感和伦理意识。二、《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》分解高中生物学学科核心素养是生物学课程教学的出发点和归宿。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》，本单元《遗传信息的分子基础》的教学应围绕生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度展开。（一）生命观念生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。在本单元中，生命观念主要体现在以下几个方面：遗传信息的本质通过学习DNA是主要的遗传物质以及核酸的分子结构，学生将形成对遗传信息本质的正确认识。他们将理解遗传信息如何以DNA为载体，在生物体内进行复制、传递和表达。生命的物质性本单元内容揭示了生命现象的物质基础——核酸。学生将认识到生命体是由物质组成的，生命的各种现象和过程都可以用物质和能量的变化来解释。生物的统一性与多样性通过学习不同生物体内核酸的共性和差异，学生将理解生物的统一性和多样性。他们将认识到尽管生物体在形态、结构和功能上存在差异，但它们在遗传信息的传递和表达上具有共同的基础。（二）科学思维科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在本单元中，科学思维主要体现在以下几个方面：实验设计与分析学生将通过学习经典实验的设计和分析过程，培养实验设计和数据分析的能力。他们将学会如何提出科学问题、设计实验方案、收集和分析数据以及得出结论。模型构建与解释通过构建DNA双螺旋结构模型等活动，学生将培养模型构建和解释的能力。他们将学会如何运用模型来简化复杂的生物学问题，并通过模型来解释和预测生命现象。批判性思维学生将学会质疑、讨论和评估科学证据。他们将通过对经典实验的讨论和分析，培养批判性思维的能力，学会从多个角度审视科学问题并作出独立的判断。（三）科学探究科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在本单元中，科学探究主要体现在以下几个方面：问题发现与提出学生将通过观察和分析生命现象，发现并提出科学问题。例如，在观察不同生物的遗传特征时，他们可以提出“是什么决定了生物的遗传特征？”等问题。实验设计与实施学生将学会设计并实施实验来探究科学问题。例如，他们可以设计实验来验证DNA的遗传功能或探究不同因素对DNA稳定性的影响。结果交流与讨论学生将学会如何交流和讨论实验结果。他们可以通过小组讨论、班级汇报等形式分享自己的实验结果和观点，并听取他人的意见和建议。（四）社会责任社会责任是指基于生物学的认识参与个人与社会事务的讨论作出理性解释和判断解决生产生活问题的担当和能力。在本单元中，社会责任主要体现在以下几个方面：科技应用与伦理学生将讨论遗传信息在医学、农业等领域的应用及其潜在影响。他们将思考科技发展的双刃剑效应，并探讨如何平衡科技发展与伦理道德的关系。公众教育与传播学生将积极参与公众教育和传播活动。例如，他们可以通过制作科普海报、参加科普讲座等形式向公众普及遗传学知识提高公众的科学素养。环境保护与可持续发展学生将认识到遗传信息的保护对生物多样性和生态平衡的重要性。他们将思考如何运用遗传学知识来保护环境和促进可持续发展。本单元《遗传信息的分子基础》的教学应紧密围绕生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度展开。通过丰富多样的教学活动和实践操作，帮助学生全面理解遗传信息的分子基础，培养他们的生物学学科核心素养，为他们的终身发展奠定坚实的基础。学情分析（一）已知内容分析在进入《遗传信息的分子基础》这一单元学习之前，学生已经完成了必修1《分子与细胞》的学习，对细胞的结构与功能有了基本的认识，包括细胞膜、细胞质、细胞核等组成部分及其功能。学生也掌握了一些基础的生物学概念，如分子、原子、化学键等，这些知识为理解DNA的结构和功能奠定了基础。在遗传学方面，学生已经通过初中生物课程或日常生活中的常识，对遗传现象有了初步的了解，知道子女会继承父母的某些特征，如外貌、性格等。学生也可能接触过一些简单的遗传规律，如孟德尔的遗传定律，但对这些定律背后的分子基础尚不清楚。针对本章内容，学生在之前的学习中可能已经接触过“遗传物质”这一概念，但对其具体是什么以及为何能承载遗传信息还缺乏深入的理解。学生可能对核酸（DNA和RNA）有所了解，但对其分子结构、功能以及在遗传中的作用知之甚少。（二）新知内容分析本单元《遗传信息的分子基础》主要涵盖两大节内容：第一节《DNA是主要遗传物质的探索》和第二节《核酸的分子结构》。这两节内容紧密相连，共同构成了对遗传物质DNA的深入理解。DNA是主要遗传物质的探索本节内容将带领学生回顾遗传物质探索的历史过程，从早期的遗传物质假说（如蛋白质是遗传物质）到格里菲斯的肺炎双球菌转化实验，再到艾弗里的转化实验以及赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌实验。通过这些经典实验的分析，学生将理解为什么DNA被确立为主要遗传物质。学生还将学习到实验设计的基本原则和科学方法的重要性。核酸的分子结构本节内容将详细介绍DNA和RNA的分子结构，包括脱氧核苷酸和核糖核苷酸的组成、DNA的双螺旋结构以及RNA的不同类型（mRNA、tRNA、rRNA）。学生将学习到DNA碱基配对原则（A-T,C-G）及其在遗传信息传递中的作用，以及RNA如何通过转录和翻译过程将遗传信息转化为蛋白质。学生还将了解到DNA复制的基本过程，包括半保留复制的特点和意义。通过这两节内容的学习，学生将建立起对遗传物质DNA的完整认识，理解其在遗传信息传递、复制和表达中的核心作用。（三）学生学习能力分析抽象思维能力高中生的抽象思维能力已经有了较大的发展，能够理解和处理较为复杂的科学概念。对于DNA分子结构和遗传信息传递等高度抽象的内容，学生可能仍需要借助具体的模型、图示和实验来加深理解。实验探究能力通过必修1的学习，学生已经掌握了一定的实验技能和探究方法。对于涉及分子水平的实验（如DNA的提取和鉴定、PCR扩增等），学生可能还需要进一步的指导和练习。信息处理能力在信息爆炸的时代，高中生需要具备较强的信息处理能力。本单元涉及大量的科学史实验和分子结构信息，学生需要学会筛选、整合和分析这些信息，以形成对遗传物质DNA的全面认识。合作学习能力生物学是一门需要团队合作的学科，特别是在进行实验探究和讨论复杂科学问题时。学生需要学会与他人合作，共同完成任务，分享观点和知识。（四）学习障碍突破策略利用多媒体和模型辅助教学针对DNA分子结构和遗传信息传递等抽象内容，教师可以利用多媒体和模型辅助教学。例如，通过动画演示DNA的双螺旋结构、转录和翻译过程，帮助学生建立直观的认识。教师可以提供DNA模型、碱基配对卡片等教具，让学生动手组装和配对，加深对分子结构的理解。设计探究性实验为了提高学生的实验探究能力，教师可以设计一些与本节内容相关的探究性实验。例如，组织学生进行DNA的提取和鉴定实验，让学生亲身体验DNA的提取过程，并观察其电泳结果。通过实验操作，学生可以更加深入地理解DNA的分子结构和性质。开展小组讨论和合作学习针对复杂的科学问题和实验设计，教师可以组织学生进行小组讨论和合作学习。通过小组讨论，学生可以分享自己的观点和知识，共同解决问题。合作学习还可以培养学生的团队协作能力和沟通能力。加强信息处理和整合能力训练为了提高学生的信息处理和整合能力，教师可以提供大量的科学史资料和分子结构信息，要求学生筛选、整合和分析这些信息。例如，教师可以提供格里菲斯、艾弗里、赫尔希和蔡斯等人的实验报告和论文摘要，要求学生阅读并总结这些实验的主要发现和意义。通过训练，学生可以逐渐提高自己的信息处理和整合能力。建立知识框架和思维导图为了帮助学生更好地理解和记忆本单元的内容，教师可以引导学生建立知识框架和思维导图。通过知识框架和思维导图，学生可以清晰地看到各个知识点之间的联系和层次关系，从而加深对内容的理解和记忆。提供及时的反馈和辅导在教学过程中，教师应及时关注学生的学习情况，提供及时的反馈和辅导。对于学习有困难的学生，教师可以给予额外的指导和帮助；对于学习优秀的学生，教师可以提供更具挑战性的任务和拓展资源。通过及时的反馈和辅导，教师可以帮助学生克服学习障碍，提高学习效果。通过多媒体和模型辅助教学、设计探究性实验、开展小组讨论和合作学习、加强信息处理和整合能力训练、建立知识框架和思维导图以及提供及时的反馈和辅导等策略，教师可以有效地帮助学生克服学习障碍，提高学习效果。这些策略也有助于培养学生的抽象思维能力、实验探究能力、信息处理能力、合作学习能力和科学素养。四、大主题或大概念设计本大单元以“遗传信息的分子基础”为核心主题，旨在帮助学生深入理解遗传信息的存储、传递和表达过程，特别是DNA作为遗传物质的核心地位及其分子结构特征。通过探索DNA作为主要遗传物质的历程，以及详细解析核酸（DNA和RNA）的分子结构，学生能够建立起对遗传信息的科学认识，为后续学习遗传规律、生物变异与进化等内容奠定坚实的基础。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念理解遗传信息在生物体中的传递和表达过程，认识到DNA是遗传信息的载体。认识到生物体通过DNA的复制、转录和翻译过程实现遗传信息的传递和表达，这是生命延续和发展的基础。形成对遗传信息的稳定性和变异性的认识，理解这是生物多样性和适应性的基础。（二）科学思维运用归纳与概括的方法，总结DNA作为主要遗传物质的证据。运用演绎与推理的方法，理解DNA分子结构与其功能之间的关系。运用模型与建模的方法，构建DNA双螺旋结构模型，加深对DNA分子结构的理解。批判性思维：评估不同实验证据对DNA作为主要遗传物质的支持程度，形成自己的科学判断。（三）科学探究针对“DNA是遗传物质”的假设，设计并实施探究实验，如肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等。学会使用显微镜、离心机等实验工具，观察和分析实验现象，收集实验数据。运用数学方法处理实验数据，如计算转化率、侵染率等，得出科学结论。能够在团队中有效合作，共同完成探究任务，分享和交流实验结果。（四）社会责任关注遗传学研究的社会应用，如基因工程、遗传病诊断与治疗等，理解这些应用对人类社会的影响。参与讨论遗传资源的保护与利用问题，形成尊重生命、合理利用遗传资源的意识。了解遗传学研究中的伦理问题，如基因隐私、基因歧视等，形成正确的伦理观念。宣传遗传知识，提高公众对遗传学的认识和理解，促进社会和谐发展。六、大单元教学重点DNA作为主要遗传物质的探索：通过历史回顾和实验分析，让学生理解科学家如何逐步揭示DNA是遗传物质的证据。重点讲解肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等经典实验的原理、过程和结论。核酸的分子结构：详细解析DNA和RNA的分子结构，包括五碳糖、磷酸基团、含氮碱基等基本组成单位，以及DNA双螺旋结构的特征。通过构建DNA双螺旋结构模型，加深学生对核酸分子结构的理解。遗传信息的传递与表达：阐述DNA复制、转录和翻译的过程，说明遗传信息如何在生物体内进行传递和表达。通过实例分析，让学生理解这些过程在生命活动中的重要作用。科学思维的培养：在教学过程中，注重培养学生的科学思维能力，包括归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等方法的应用。通过引导学生分析实验数据、构建科学模型等活动，提高学生的科学思维水平。七、大单元教学难点理解DNA作为遗传物质的证据：由于遗传学研究的历史较长，涉及的实验较多，学生可能难以全面理解科学家如何逐步揭示DNA是遗传物质的证据。需要通过多种方式（如动画演示、实验模拟等）帮助学生重构历史过程，加深对证据的理解。掌握核酸的分子结构：核酸的分子结构较为复杂，涉及多个层面的知识（如化学键、空间构象等）。学生可能难以在短时间内全面掌握这些知识。需要通过分层次、逐步深入的教学方式，帮助学生逐步理解核酸的分子结构。理解遗传信息的传递与表达过程：遗传信息的传递与表达过程涉及多个步骤和复杂机制，学生可能难以将这些步骤和机制联系起来形成一个完整的认知框架。需要通过案例分析、模拟实验等方式，帮助学生将抽象的概念具体化、形象化，加深对遗传信息传递与表达过程的理解。科学思维的培养：科学思维的培养是一个长期而复杂的过程，需要教师在教学过程中不断渗透和引导。由于学生个体的差异性和认知水平的不同，科学思维的培养难度较大。需要教师根据学生的实际情况和认知特点，采取个性化的教学方式和方法，帮助学生逐步提高自己的科学思维水平。突破教学难点的策略：采用多媒体教学手段：利用多媒体动画、视频等教学资源，将抽象的概念和过程形象化、具体化，帮助学生更好地理解和掌握知识。开展探究性学习活动：通过设计并实施探究实验、案例分析等活动，让学生在实践中发现问题、解决问题，培养科学探究能力和科学思维。构建科学模型：引导学生构建DNA双螺旋结构模型等科学模型，通过动手实践加深对知识的理解和记忆。加强师生互动与合作：通过课堂讨论、小组合作等方式，鼓励学生积极参与课堂活动，发表自己的观点和看法，促进师生之间的互动与合作。实施个性化教学：根据学生的实际情况和认知特点，采取个性化的教学方式和方法，帮助学生克服学习中的困难和障碍。通过以上策略的实施，可以有效突破教学难点，提高教学效果和学生的学习质量。八、大单元整体教学思路在高中生物学必修2《遗传与进化》模块中，《第1章遗传信息的分子基础》是核心内容之一，它为学生揭示了遗传信息的本质及其传递方式，是理解生命延续和进化的基础。本大单元的教学思路将围绕高中生物学学科核心素养的四个方面——生命观念、科学思维、科学探究和社会责任，进行详细的阐述和设计。（一）教学目标设定1.生命观念生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系或特性进行解释后的抽象，是人们经过实证后的观点，是能够理解或解释生物学相关事件和现象的意识、观念和思想方法。在本大单元中，生命观念的教学目标主要包括：结构与功能观：学生能够理解DNA的双螺旋结构与其作为遗传物质的功能之间的关系，认识到核酸（DNA和RNA）在生物体内承担的信息存储、复制和传递的重要功能。进化与适应观：通过了解DNA作为遗传物质在生物进化过程中的作用，学生能够理解生物多样性的起源和适应机制，认识到遗传信息的稳定性与变异性在生物进化中的关键作用。稳态与平衡观：探讨生物体内遗传信息的稳态维持机制，如DNA修复和表观遗传调控，理解这些机制对生物体正常生长、发育和繁殖的重要性。2.科学思维科学思维是指尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。在本大单元中，科学思维的教学目标主要包括：归纳与概括：通过对不同生物体遗传物质的研究历史进行归纳，学生能够概括出DNA作为遗传物质的主要证据和结论。演绎与推理：运用孟德尔遗传定律和DNA双螺旋结构模型，学生能够推理出遗传信息的传递方式和基因突变的可能后果。模型与建模：通过构建DNA双螺旋结构模型，学生能够直观理解DNA的分子结构，并运用模型解释遗传信息的复制和传递过程。批判性思维：在探讨不同遗传理论时，学生能够批判性地评估各种证据和观点，形成自己独立的见解。创造性思维：鼓励学生提出新的假设和实验设计，探索遗传信息的未知领域，培养创造性思维。3.科学探究科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。在本大单元中，科学探究的教学目标主要包括：观察与提问：通过观察生物体的遗传现象，学生能够提出与遗传信息相关的问题，如“DNA是如何复制和传递的？”等。实验设计与实施：学生能够设计并实施实验，如“利用同位素标记法探究DNA的复制方式”，通过实验验证DNA的半保留复制机制。数据分析与解释：学生能够收集、整理和分析实验数据，运用科学方法进行数据处理和结果解释，得出合理的结论。交流与讨论：学生能够与他人分享自己的实验设计和结果，参与讨论和辩论，形成对遗传信息传递机制的全面理解。4.社会责任社会责任是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。在本大单元中，社会责任的教学目标主要包括：健康意识：通过了解遗传疾病的发生机制和预防措施，学生能够形成健康的生活方式，提高自我保护意识。环保意识：探讨基因工程技术在环境保护中的应用，如利用转基因技术修复污染土壤和水体，培养学生的环保意识。伦理道德：讨论基因编辑技术的伦理问题，如CRISPR-Cas9技术在人类胚胎基因编辑中的应用，学生能够形成正确的伦理道德观念，认识到科学技术发展应遵循的基本原则。社会参与：鼓励学生参与生物学相关的社会活动，如科普宣传、公益讲座等，将所学知识应用于解决社会实际问题。（二）大单元教学重点DNA作为主要遗传物质的证据：通过介绍肺炎双球菌转化实验、噬菌体侵染细菌实验等经典实验，学生能够理解DNA作为遗传物质的主要证据。核酸的分子结构：详细讲解DNA和RNA的分子结构，包括五碳糖、磷酸基团和含氮碱基的种类和连接方式，以及DNA的双螺旋结构特点。遗传信息的复制和传递：探讨DNA的复制机制（半保留复制）和RNA的转录、翻译过程，理解遗传信息在生物体内的传递方式。基因突变与遗传多样性：介绍基因突变的概念、类型和后果，探讨基因突变在生物进化中的作用，理解遗传多样性的起源和维持机制。（三）大单元教学难点抽象概念的理解：核酸的分子结构和遗传信息的复制、传递过程涉及较多的抽象概念，如碱基互补配对原则、半保留复制等，学生可能难以理解和记忆。实验操作的复杂性：一些验证DNA复制方式的实验（如同位素标记法）操作复杂，对实验条件和操作技能要求较高，学生可能难以独立完成。伦理道德问题的判断：基因编辑技术等新兴生物技术涉及的伦理道德问题复杂且敏感，学生可能难以形成全面、客观的判断。（四）大单元整体教学思路1.引入阶段情境创设：通过介绍一些与遗传信息相关的社会热点事件（如基因编辑婴儿事件）或生物现象（如人类疾病的遗传基础），激发学生的学习兴趣和探究欲望。问题提出：引导学生根据情境提出与遗传信息相关的问题，如“DNA是如何决定我们的遗传特征的？”“基因突变会导致哪些后果？”等。2.新知探究阶段历史回顾：介绍遗传物质探索的历史过程，从孟德尔的遗传定律到DNA双螺旋结构的发现，让学生了解科学发现的艰辛和曲折。理论讲解：详细讲解DNA和RNA的分子结构、DNA的复制机制、RNA的转录和翻译过程等理论知识，通过多媒体展示、模型构建等方式帮助学生理解抽象概念。实验验证：通过模拟实验或观看实验视频等方式，让学生验证DNA的复制方式和遗传信息的传递过程，加深对理论知识的理解。案例分析：选取一些与遗传信息相关的经典案例（如镰刀型细胞贫血症、囊性纤维化等）进行分析，让学生理解基因突变对生物体的影响。3.巩固提升阶段小组讨论：将学生分成小组，针对一些遗传信息相关的议题（如基因编辑技术的伦理问题、遗传疾病的预防措施等）进行讨论和交流，形成自己的观点和见解。习题训练：设计一些与遗传信息相关的习题（如选择题、填空题、简答题等），让学生进行练习和巩固所学知识。拓展阅读：提供一些与遗传信息相关的拓展阅读材料（如科学论文、科普文章等），鼓励学生进行课外阅读和自主学习。4.应用实践阶段实验设计：鼓励学生根据所学知识设计并实施一些与遗传信息相关的实验（如探究不同环境因素对基因突变的影响等），提高学生的实验设计和实施能力。社会实践：组织学生参与一些与遗传信息相关的社会实践活动（如科普宣传、公益讲座等），将所学知识应用于解决社会实际问题。创新项目：引导学生开展一些与遗传信息相关的创新项目（如利用基因工程技术培育新品种等），培养学生的创新意识和实践能力。5.总结反思阶段知识总结：引导学生对本大单元所学知识进行总结和梳理，形成系统的知识框架。反思评价：鼓励学生对自己的学习过程进行反思和评价，发现自己的不足和需要改进的地方。未来展望：探讨遗传信息领域的发展趋势和前沿技术（如基因编辑技术、合成生物学等），激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过以上教学思路的设计和实施，本大单元将围绕高中生物学学科核心素养的四个方面进行全面、深入的教学和探究，旨在培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任能力，为学生的全面发展奠定坚实的基础。九、学业评价在《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的指导下，针对2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》第1章《遗传信息的分子基础》的教学内容，特别是第一节《DNA是主要遗传物质的探索》和第二节《核酸的分子结构》，我们制定了全面的学业评价方案。本评价方案旨在通过多元化的评价方式，全面考察学生在生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个维度上的核心素养发展情况。一、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解DNA作为遗传物质的结构特征，以及这些结构如何支持其在遗传信息传递中的功能。进化与适应观：通过探讨DNA作为主要遗传物质的探索历程，学生能够认识到生物进化过程中遗传信息传递机制的重要性和适应性变化。物质与能量观：理解DNA复制和遗传信息传递过程中涉及的物质变化和能量利用。（二）科学思维归纳与概括：能够从多个实验证据中归纳出DNA是遗传物质的关键证据。演绎与推理：基于DNA的结构特征，推理其在遗传信息传递中的作用机制。模型与建模：能够构建DNA分子结构的模型，理解其各部分的功能和相互关系。批判性思维：评估不同科学假说的合理性和局限性，形成对DNA作为遗传物质的深入理解。创造性思维：在理解DNA结构的基础上，探索其在生物技术领域的应用可能性。（三）科学探究问题发现：能够从生物学现象中提出问题，如“DNA是如何作为遗传物质传递信息的？”实验设计：设计并实施探究DNA结构和功能的实验，如DNA提取、电泳分离等。数据收集与分析：准确记录实验数据，运用统计学方法分析数据，得出结论。交流与合作：在小组内分享实验设计和结果，讨论实验中的问题和解决方案。（四）社会责任科学伦理：理解并遵守生物实验中的伦理规范，如对待实验动物的伦理原则。环保意识：在实验过程中，采取环保措施，减少化学试剂的使用和废弃物的产生。社会参与：关注生物技术领域的社会议题，如基因编辑技术的伦理争议，形成理性见解。二、学习目标设定（一）生命观念掌握DNA的双螺旋结构特点，理解碱基配对原则及其在遗传信息传递中的作用。理解DNA复制的过程和机制，以及其在生物体细胞增殖和遗传信息传递中的重要性。认识RNA的种类和功能，理解其在蛋白质合成中的作用。（二）科学思维能够分析并解释证明DNA是遗传物质的经典实验，如格里菲斯的转化实验、艾弗里的转化实验和赫尔希-蔡斯的噬菌体侵染实验。运用模型构建的方法，理解DNA分子结构及其各部分的功能。通过批判性思维，评估不同科学假说的合理性和局限性，形成对DNA遗传信息的深入认识。（三）科学探究能够设计并实施简单的DNA提取实验，理解实验步骤和原理。学会使用电泳技术分离DNA片段，理解其在基因分析中的应用。能够运用统计学方法分析实验数据，得出科学结论。在小组内有效沟通，分享实验设计和结果，共同解决实验中的问题。（四）社会责任理解并遵守生物实验中的伦理规范，尊重生命，爱护实验动物。在实验过程中采取环保措施，减少化学试剂的使用和废弃物的产生。关注生物技术领域的社会议题，如基因编辑技术的伦理争议，形成自己的见解并参与讨论。三、评价目标设定（一）生命观念评价要点：学生能否准确描述DNA的双螺旋结构及其特点。学生是否理解DNA复制的过程和机制，以及其在生物体细胞增殖和遗传信息传递中的重要性。学生能否解释RNA的种类和功能，以及其在蛋白质合成中的作用。评价方式：课堂提问：通过随机提问，考察学生对DNA结构和功能的理解。作业评价：布置相关作业，要求学生绘制DNA分子结构图，并解释各部分的功能。实验报告：评价学生在实验报告中对DNA复制和遗传信息传递机制的描述和分析。（二）科学思维评价要点：学生能否分析并解释证明DNA是遗传物质的经典实验。学生是否运用模型构建的方法，理解DNA分子结构及其各部分的功能。学生是否具备批判性思维，能够评估不同科学假说的合理性和局限性。评价方式：小组讨论：组织小组讨论，要求学生分析并解释经典实验，评估不同科学假说的合理性。模型制作：要求学生制作DNA分子结构的物理模型或虚拟模型，并解释各部分的功能。批判性写作：布置批判性写作任务，要求学生就某个科学假说或生物技术议题发表自己的观点和看法。（三）科学探究评价要点：学生能否设计并实施简单的DNA提取实验。学生是否学会使用电泳技术分离DNA片段。学生能否运用统计学方法分析实验数据，得出科学结论。学生在小组内是否有效沟通，共同解决实验中的问题。评价方式：实验操作评价：观察学生在实验过程中的操作规范性和准确性。实验报告评价：评价学生在实验报告中对实验步骤、结果和结论的描述和分析。小组合作评价：通过小组汇报和讨论，评价学生在小组合作中的沟通能力和问题解决能力。（四）社会责任评价要点：学生是否理解并遵守生物实验中的伦理规范。学生在实验过程中是否采取环保措施。学生是否关注生物技术领域的社会议题，并形成自己的见解。评价方式：伦理讨论：组织伦理讨论，要求学生就生物实验中的伦理问题进行讨论和表态。环保行动评价：观察学生在实验过程中是否采取环保措施，如减少化学试剂的使用和废弃物的产生。社会议题写作：布置社会议题写作任务，要求学生就某个生物技术议题发表自己的观点和看法，并探讨其社会影响。四、具体评价方案（一）生命观念评价课堂即时评价：在讲授DNA结构和功能时，通过提问的方式考察学生的理解程度。例如：“DNA的双螺旋结构由哪些部分组成？它们是如何相互作用的？”根据学生的回答，及时给予反馈和指导。作业评价：布置作业，要求学生绘制DNA分子结构图，并标注各部分的功能。评价标准：结构图的准确性、标注的完整性和清晰性。根据作业情况，给予学生个性化的反馈和建议。实验报告评价：在DNA提取和电泳实验中，要求学生撰写实验报告。评价报告中对实验步骤、结果和结论的描述和分析是否准确、完整和清晰。根据实验报告的质量，给予学生相应的评分和反馈。（二）科学思维评价小组讨论评价：组织小组讨论，要求学生分析并解释证明DNA是遗传物质的经典实验。评价学生在讨论中的参与度、发言质量和批判性思维能力。根据小组讨论的情况，给予学生相应的评分和反馈。模型制作评价：要求学生制作DNA分子结构的物理模型或虚拟模型。评价模型的准确性、完整性和创新性。根据模型制作的情况，给予学生相应的评分和反馈。批判性写作评价：布置批判性写作任务，要求学生就某个科学假说或生物技术议题发表自己的观点和看法。评价文章的逻辑性、论证的充分性和观点的创新性。根据文章的质量，给予学生相应的评分和反馈。（三）科学探究评价实验操作评价：在DNA提取和电泳实验中，观察学生的操作规范性和准确性。评价学生是否按照实验步骤进行操作，是否注意安全卫生。根据实验操作的情况，给予学生相应的评分和反馈。实验报告评价：评价学生在实验报告中对实验步骤、结果和结论的描述和分析是否准确、完整和清晰。根据实验报告的质量，给予学生相应的评分和反馈。小组合作评价：通过小组汇报和讨论，评价学生在小组合作中的沟通能力和问题解决能力。评价小组是否有效分工合作，是否共同解决实验中的问题。根据小组合作的情况，给予学生相应的评分和反馈。（四）社会责任评价伦理讨论评价：组织伦理讨论，要求学生就生物实验中的伦理问题进行讨论和表态。评价学生在讨论中的伦理意识和道德判断力。根据讨论的情况，给予学生相应的评分和反馈。环保行动评价：观察学生在实验过程中是否采取环保措施，如减少化学试剂的使用和废弃物的产生。评价学生的环保意识和行动能力。根据环保行动的情况，给予学生相应的评分和反馈。社会议题写作评价：布置社会议题写作任务，要求学生就某个生物技术议题发表自己的观点和看法，并探讨其社会影响。评价文章的逻辑性、论证的充分性和观点的创新性，以及学生对社会议题的关注度和理解深度。根据文章的质量，给予学生相应的评分和反馈。通过上述全面的学业评价方案，我们旨在全面考察学生在《遗传信息的分子基础》这一章节中的核心素养发展情况，为学生的全面发展提供有力的支持。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路本大单元以《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》为指导，针对2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》中的《第1章遗传信息的分子基础》教学内容，设计了详细的教学实施思路。本章内容主要包括两节：第一节《DNA是主要遗传物质的探索》和第二节《核酸的分子结构》。通过这两节内容的学习，旨在帮助学生理解遗传信息的分子基础，掌握DNA作为遗传物质的核心地位，以及核酸的分子结构特征。1.整体设计思路情境引入：通过生活中的遗传现象或生物学史上的经典实验，引发学生对遗传物质的好奇心，激发学习兴趣。知识建构：逐步引导学生理解DNA作为遗传物质的证据，掌握核酸的分子结构，包括DNA和RNA的基本组成、空间结构及其功能。实验探究：设计一系列探究性实验，如DNA的提取与鉴定、核酸的分子结构模型制作等，让学生在动手实践中加深对理论知识的理解。科学思维培养：通过问题引导、讨论交流等方式，培养学生的科学思维能力，学会运用归纳与概括、演绎与推理等方法解决生物学问题。社会责任培养：结合生物学知识，引导学生关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，培养学生的社会责任感。2.具体实施步骤情境导入（1课时）通过展示遗传病患者的照片或视频，引发学生对遗传物质的兴趣。提问：遗传信息是如何在生物体间传递的？遗传物质是什么？引导学生回顾初中生物学中关于遗传和变异的基本知识，为新课学习做铺垫。知识讲授与实验探究（6课时）第一节DNA是主要遗传物质的探索（3课时）第一课时：格里菲斯的肺炎双球菌转化实验讲述实验背景、过程及结果。引导学生分析实验现象，提出假设：存在一种“转化因子”，能够将R型细菌转化为S型细菌。设计小组讨论活动，让学生尝试提出自己的假设，并讨论如何验证。第二课时：艾弗里的转化实验讲述艾弗里实验的设计思路、过程及结果。分析实验数据，得出结论：DNA是遗传物质。引导学生思考：如何证明蛋白质不是遗传物质？第三课时：噬菌体侵染细菌的实验讲述噬菌体的结构、生活史及侵染细菌的过程。分析实验数据，进一步证明DNA是遗传物质。设计探究性实验：模拟噬菌体侵染细菌的过程，观察实验结果。第二节核酸的分子结构（3课时）第一课时：核酸的基本组成单位讲述核苷酸的结构、种类及功能。引导学生比较DNA和RNA在核苷酸组成上的差异。设计动手活动：制作核苷酸模型，加深理解。第二课时：DNA的双螺旋结构讲述DNA双螺旋结构的发现历程、结构特征及功能。分析DNA双螺旋结构的稳定性及其与遗传信息传递的关系。设计探究性实验：制作DNA双螺旋结构模型，观察其稳定性。第三课时：RNA的结构与功能讲述RNA的种类、结构及功能。分析RNA在蛋白质合成中的作用。设计小组讨论活动：探讨RNA在基因表达调控中的可能作用。知识巩固与拓展（2课时）第一课时：遗传信息的传递与表达复习DNA复制、转录和翻译的过程及意义。设计综合性实验：模拟DNA复制、转录和翻译的过程，观察实验结果。第二课时：社会热点议题探讨结合生物学知识，引导学生关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等。组织小组讨论活动，让学生就相关议题发表自己的观点和看法。引导学生思考：作为未来社会的公民，我们应该如何运用生物学知识为社会发展做出贡献？二、教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本大单元的教学内容，设定以下教学目标：（一）生命观念理解遗传信息的分子基础，认识DNA作为遗传物质的核心地位。掌握核酸的分子结构特征，理解DNA和RNA在遗传信息传递中的作用。形成生命是物质、能量和信息统一体的观念，理解生命活动的物质基础和遗传规律。（二）科学思维学会运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法分析生物学问题。培养批判性思维能力，能够质疑和评估科学证据的有效性。提高创新思维能力，能够提出新的假设和实验设计方案。（三）科学探究掌握基本的生物学实验技能，能够独立完成探究性实验。学会观察、记录和分析实验数据，得出科学结论。培养合作与交流能力，能够在小组中有效协作完成实验任务。（四）社会责任关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，形成正确的科学态度和价值观。培养社会责任感，能够运用生物学知识为社会发展做出贡献。提高环境保护意识，理解生物多样性保护的重要性。三、教学结构图遗传信息的分子基础|├──情境导入│├──遗传病案例展示│├──遗传物质探究兴趣激发│├──第一节DNA是主要遗传物质的探索│├──第一课时格里菲斯的肺炎双球菌转化实验││├──实验背景介绍││├──实验过程分析││├──实验结果讨论││└──假设提出与验证│├──第二课时艾弗里的转化实验││├──实验设计思路││├──实验过程与结果││├──结论得出││└──蛋白质非遗传物质证明│└──第三课时噬菌体侵染细菌的实验│├──噬菌体结构与生活史│├──侵染过程分析│├──实验数据与结论│└──探究性实验设计│├──第二节核酸的分子结构│├──第一课时核酸的基本组成单位││├──核苷酸结构介绍││├──DNA与RNA核苷酸差异││└──核苷酸模型制作│├──第二课时DNA的双螺旋结构││├──结构发现历程││├──结构特征与功能││├──稳定性分析││└──DNA模型制作与观察│└──第三课时RNA的结构与功能│├──RNA种类与结构│├──功能分析│└──基因表达调控探讨│└──知识巩固与拓展├──第一课时遗传信息的传递与表达│├──DNA复制、转录、翻译复习│├──综合性实验设计│└──实验结果观察与分析└──第二课时社会热点议题探讨├──议题选择与介绍├──小组讨论与交流└──社会责任培养与引导四、具体教学实施步骤情境导入（1课时）导入环节：展示遗传病患者的照片或视频，引发学生对遗传现象的好奇心。提问：你们知道这些疾病是如何遗传给下一代的吗？遗传物质是什么？回顾旧知：引导学生回顾初中生物学中关于遗传和变异的基本知识，如基因、染色体、遗传规律等。提问：你们知道基因是如何控制生物性状的吗？基因位于哪里？新知引入：介绍本单元的学习主题：遗传信息的分子基础。阐述学习本单元的重要性和意义，激发学生的学习兴趣。第一节DNA是主要遗传物质的探索（3课时）第一课时格里菲斯的肺炎双球菌转化实验实验背景介绍：讲述肺炎双球菌的发现历程及其致病性。介绍格里菲斯实验的实验目的和背景。实验过程分析：详细讲解实验步骤，包括细菌培养、注射实验动物、观察实验结果等。展示实验图片或视频，帮助学生直观理解实验过程。实验结果讨论：分析实验数据，得出实验结论：存在一种“转化因子”，能够将R型细菌转化为S型细菌。提问：你们认为这种“转化因子”可能是什么？为什么？假设提出与验证：引导学生提出自己的假设，并讨论如何验证这些假设。介绍艾弗里的转化实验，为下一课时做铺垫。第二课时艾弗里的转化实验实验设计思路：讲述艾弗里实验的设计思路，即逐一排除其他可能的遗传物质，最终确定DNA是遗传物质。实验过程与结果：详细讲解实验步骤，包括细菌培养、酶处理、注射实验动物等。展示实验图片或视频，帮助学生直观理解实验过程。分析实验数据，得出结论：DNA是遗传物质。结论得出：总结艾弗里实验的结果和意义，强调DNA作为遗传物质的核心地位。蛋白质非遗传物质证明：引导学生思考：如何证明蛋白质不是遗传物质？介绍其他科学家的实验证据，进一步巩固DNA作为遗传物质的结论。第三课时噬菌体侵染细菌的实验噬菌体结构与生活史：介绍噬菌体的结构特征和生活史，帮助学生理解噬菌体侵染细菌的过程。侵染过程分析：详细讲解噬菌体侵染细菌的步骤，包括吸附、注入、复制、组装和释放等。展示侵染过程的动画或视频，帮助学生直观理解。实验数据与结论：分析实验数据，进一步证明DNA是遗传物质。提问：为什么噬菌体侵染细菌的实验能够证明DNA是遗传物质？探究性实验设计：设计探究性实验：模拟噬菌体侵染细菌的过程，观察实验结果。引导学生分组进行实验设计，准备实验材料。第二节核酸的分子结构（3课时）第一课时核酸的基本组成单位核苷酸结构介绍：讲述核苷酸的结构特征，包括磷酸、五碳糖和含氮碱基等组成部分。展示核苷酸的结构示意图，帮助学生直观理解。DNA与RNA核苷酸差异：比较DNA和RNA在核苷酸组成上的差异，包括五碳糖种类和含氮碱基种类等。提问：你们知道DNA和RNA在生物体内各有什么作用吗？核苷酸模型制作：引导学生分组制作核苷酸模型，加深理解核苷酸的结构特征。展示各组制作的模型，进行评价和反馈。第二课时DNA的双螺旋结构结构发现历程：讲述DNA双螺旋结构的发现历程，介绍沃森和克里克等科学家的贡献。结构特征与功能：详细讲解DNA双螺旋结构的特征，包括碱基配对原则、螺旋半径、螺距等。分析DNA双螺旋结构的稳定性及其与遗传信息传递的关系。稳定性分析：引导学生分析DNA双螺旋结构的稳定性来源，包括氢键、碱基堆积力等。提问：你们知道DNA双螺旋结构在生物体内有什么重要作用吗？DNA模型制作与观察：引导学生分组制作DNA双螺旋结构模型，观察其稳定性。展示各组制作的模型，进行评价和反馈。第三课时RNA的结构与功能RNA种类与结构：介绍RNA的种类，包括mRNA、tRNA和rRNA等。详细讲解各种RNA的结构特征及其在生物体内的作用。功能分析：分析RNA在蛋白质合成中的作用，包括转录、翻译等过程。提问：你们知道RNA在基因表达调控中可能有什么作用吗？基因表达调控探讨：组织小组讨论活动，让学生探讨RNA在基因表达调控中的可能作用。引导学生提出自己的假设和观点，并进行交流和讨论。知识巩固与拓展（2课时）第一课时遗传信息的传递与表达DNA复制、转录、翻译复习：复习DNA复制、转录和翻译的过程及意义。提问：你们知道DNA复制、转录和翻译在生物体内各有什么重要作用吗？综合性实验设计：设计综合性实验：模拟DNA复制、转录和翻译的过程，观察实验结果。引导学生分组进行实验设计，准备实验材料。实验结果观察与分析：组织学生进行实验操作，观察实验结果。引导学生分析实验结果，得出科学结论。第二课时社会热点议题探讨议题选择与介绍：选择与生物学知识相关的社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等。介绍议题背景、现状及未来发展趋势。小组讨论与交流：组织小组讨论活动，让学生就相关议题发表自己的观点和看法。引导学生运用生物学知识分析议题，提出解决方案或建议。社会责任培养与引导：培养学生的社会责任感，引导他们关注社会热点议题，为社会发展做出贡献。提问：作为未来社会的公民，我们应该如何运用生物学知识为社会发展做出贡献？通过以上教学实施步骤，学生将全面掌握《遗传信息的分子基础》这一单元的教学内容，形成生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养。通过实验探究和小组讨论等活动，学生的动手能力和合作交流能力也将得到显著提升。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定（一）生命观念理解遗传信息的分子基础：学生能够理解DNA作为遗传物质的核心地位，掌握核酸的分子结构特征，包括DNA和RNA的基本组成、空间结构及其功能。形成遗传与进化的观念：学生能够运用遗传与进化的观念，理解生物体如何通过遗传物质传递和变异来适应环境，形成生物多样性。理解生命活动的物质基础：学生能够认识到生命活动是基于物质基础的，遗传信息的传递和表达是生命活动的重要组成部分。（二）科学思维运用科学方法分析生物学问题：学生能够学会运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法，分析遗传信息的分子基础及其传递过程中的生物学问题。培养批判性思维能力：学生能够质疑和评估科学证据的有效性，对生物学中的遗传现象和实验结果进行批判性分析。提高创新思维能力：学生能够提出新的假设和实验设计方案，探索遗传信息的分子基础及其在实际生活中的应用。（三）科学探究掌握生物学实验技能：学生能够独立完成探究性实验，如DNA的提取与鉴定、核酸的分子结构模型制作等，掌握基本的生物学实验技能。学会观察和分析实验数据：学生能够观察、记录和分析实验数据，得出科学结论，培养严谨的实验态度和科学精神。培养合作与交流能力：学生能够在小组中有效协作完成实验任务，分享实验经验和成果，培养团队合作和交流能力。（四）社会责任关注社会热点议题：学生能够结合生物学知识，关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，形成正确的科学态度和价值观。培养社会责任感：学生能够运用生物学知识为社会发展做出贡献，如参与遗传病防治宣传、基因编辑伦理讨论等，培养社会责任感。提高环境保护意识：学生能够理解生物多样性保护的重要性，积极参与环境保护行动，形成生态文明观念。二、大情境创设（一）情境背景在人类的探索历程中，遗传物质的发现和研究一直是生物学领域的核心议题之一。从孟德尔的豌豆杂交实验到格里菲斯的肺炎双球菌转化实验，再到艾弗里的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，科学家们通过一系列经典的实验逐步揭示了DNA作为遗传物质的奥秘。随着现代生物技术的不断发展，人类对遗传信息的分子基础有了更深入的理解，并开始在遗传病防治、基因编辑等领域取得重要突破。（二）情境描述在一个充满探索与挑战的生物学课堂上，学生们将扮演遗传学家的角色，通过一系列模拟实验和探究活动，深入探索遗传信息的分子基础。他们将从经典的生物学实验入手，逐步揭开DNA作为遗传物质的神秘面纱，并了解核酸的分子结构特征。他们还将关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，运用生物学知识为社会发展做出贡献。三、大任务创设（一）任务一：探究DNA作为主要遗传物质的证据子任务1.1：回顾经典实验活动内容：学生分组回顾格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，通过查阅资料和小组讨论，理解这些实验的设计思路、过程及结果。活动目标：学生能够理解这些经典实验在揭示DNA作为遗传物质过程中的重要性，并学会从实验数据中提取关键信息。子任务1.2：模拟实验探究活动内容：学生分组进行模拟实验，如模拟噬菌体侵染细菌的过程，观察实验结果，并尝试解释实验现象。活动目标：学生能够通过模拟实验，加深对DNA作为遗传物质的理解，并培养实验设计和操作能力。子任务1.3：科学思维训练活动内容：学生围绕DNA作为主要遗传物质的证据，进行小组讨论和辩论，提出自己的假设和观点，并尝试运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法进行分析。活动目标：学生能够培养批判性思维能力，学会运用科学方法分析生物学问题，并提高创新思维能力。（二）任务二：探究核酸的分子结构特征子任务2.1：了解核酸的基本组成活动内容：学生分组查阅资料，了解核苷酸的结构、种类及功能，比较DNA和RNA在核苷酸组成上的差异。活动目标：学生能够掌握核苷酸的基本组成和功能，理解DNA和RNA在生物体内的作用。子任务2.2：制作核酸分子结构模型活动内容：学生分组制作核苷酸模型和DNA双螺旋结构模型，通过动手实践加深对核酸分子结构特征的理解。活动目标：学生能够掌握基本的生物学实验技能，学会制作生物学模型，并培养动手能力和团队合作精神。子任务2.3：探究核酸的功能活动内容：学生分组进行探究性实验，如观察DNA复制、转录和翻译的过程，理解核酸在遗传信息传递中的作用。活动目标：学生能够理解核酸在生命活动中的重要作用，学会观察和分析实验数据，并培养科学探究能力。（三）任务三：关注社会热点议题，培养社会责任感子任务3.1：了解基因编辑技术活动内容：学生分组查阅资料，了解基因编辑技术的发展历程、原理及应用前景，并围绕基因编辑的伦理问题进行小组讨论。活动目标：学生能够了解基因编辑技术的最新进展，理解其在医学和生命科学领域的重要性，并培养对伦理问题的关注和思考。子任务3.2：参与遗传病防治宣传活动内容：学生分组设计遗传病防治宣传海报或制作宣传视频，通过校园广播、网络平台等渠道进行宣传。活动目标：学生能够运用生物学知识为社会发展做出贡献，提高遗传病防治意识，并培养社会责任感和团队合作能力。子任务3.3：探讨生物多样性保护活动内容：学生分组查阅资料，了解生物多样性保护的重要性及现状，并围绕如何保护生物多样性进行小组讨论和方案设计。活动目标：学生能够理解生物多样性保护的重要性，学会运用生物学知识解决实际问题，并培养环境保护意识和生态文明观念。四、教学实施步骤（一）情境导入（1课时）展示遗传现象：通过展示遗传病患者的照片或视频，引发学生对遗传物质的好奇心和学习兴趣。提出问题：提问学生遗传信息是如何在生物体间传递的？遗传物质是什么？引导学生回顾初中生物学中关于遗传和变异的基本知识。新知引入：介绍本单元的学习主题《遗传信息的分子基础》，阐述学习本单元的重要性和意义。（二）任务一实施（3课时）子任务1.1实施：学生分组回顾经典实验，通过查阅资料和小组讨论理解实验设计思路、过程及结果。子任务1.2实施：学生分组进行模拟实验探究，如模拟噬菌体侵染细菌的过程，观察实验结果并尝试解释实验现象。子任务1.3实施：学生围绕DNA作为主要遗传物质的证据进行小组讨论和辩论，提出自己的假设和观点，并尝试运用科学方法进行分析。（三）任务二实施（3课时）子任务2.1实施：学生分组查阅资料了解核苷酸的基本组成和功能，比较DNA和RNA在核苷酸组成上的差异。子任务2.2实施：学生分组制作核苷酸模型和DNA双螺旋结构模型，通过动手实践加深对核酸分子结构特征的理解。子任务2.3实施：学生分组进行探究性实验观察DNA复制、转录和翻译的过程理解核酸在遗传信息传递中的作用。（四）任务三实施（2课时）子任务3.1实施：学生分组查阅资料了解基因编辑技术的发展历程、原理及应用前景并围绕基因编辑的伦理问题进行小组讨论。子任务3.2实施：学生分组设计遗传病防治宣传海报或制作宣传视频通过校园广播、网络平台等渠道进行宣传。子任务3.3实施：学生分组查阅资料了解生物多样性保护的重要性及现状并围绕如何保护生物多样性进行小组讨论和方案设计。五、教学评价（一）过程性评价课堂参与度：观察学生在课堂上的表现如提问、回答问题、小组讨论等参与度情况进行评价。实验操作能力：通过观察学生在实验过程中的操作规范、实验记录及实验结果准确性等进行评价。合作与交流能力：通过观察学生在小组讨论、方案设计及实验过程中的合作与交流情况进行评价。（二）结果性评价实验报告：学生提交实验报告包括实验目的、原理、步骤、结果及分析等内容进行评价。宣传作品：学生提交的遗传病防治宣传海报或宣传视频等作品进行评价。方案设计：学生提交的生物多样性保护方案设计进行评价包括方案的可行性、创新性及实用性等方面。（三）综合评价生命观念：评价学生对遗传信息的分子基础及遗传与进化观念的理解程度。科学思维：评价学生运用科学方法分析生物学问题及批判性思维能力的发展情况。科学探究：评价学生掌握生物学实验技能及科学探究能力的发展情况。社会责任：评价学生关注社会热点议题、培养社会责任感及环境保护意识的情况。通过以上大情境、大任务的创设和教学实施步骤的设计，学生将全面掌握《遗传信息的分子基础》这一单元的教学内容，形成生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养。通过实验探究和小组讨论等活动，学生的动手能力和合作交流能力也将得到显著提升。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：遗传信息的分子基础课时设计：第1课时：情境导入第2课时：格里菲斯的肺炎双球菌转化实验第3课时：艾弗里的转化实验第4课时：噬菌体侵染细菌的实验第5课时：核酸的基本组成单位第6课时：DNA的双螺旋结构第7课时：RNA的结构与功能第8课时：遗传信息的传递与表达第9课时：社会热点议题探讨（二）学习目标教学目标设定：根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合本单元的教学内容，设定以下教学目标，涵盖高中生物学学科核心素养的四个方面：生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。1.生命观念理解遗传信息的分子基础，认识DNA作为遗传物质的核心地位。掌握核酸的分子结构特征，理解DNA和RNA在遗传信息传递中的作用。形成生命是物质、能量和信息统一体的观念，理解生命活动的物质基础和遗传规律。2.科学思维学会运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法分析生物学问题。培养批判性思维能力，能够质疑和评估科学证据的有效性。提高创新思维能力，能够提出新的假设和实验设计方案。3.科学探究掌握基本的生物学实验技能，能够独立完成探究性实验。学会观察、记录和分析实验数据，得出科学结论。培养合作与交流能力，能够在小组中有效协作完成实验任务。4.社会责任关注社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，形成正确的科学态度和价值观。培养社会责任感，能够运用生物学知识为社会发展做出贡献。提高环境保护意识，理解生物多样性保护的重要性。（三）评价任务1.情境导入评价评价任务：通过观察学生对遗传病案例的反应和讨论，评价学生对遗传现象的好奇心和兴趣激发程度。评价方式：课堂观察与记录，小组讨论汇报。2.知识讲授与实验探究评价评价任务1：通过小组讨论和汇报，评价学生对格里菲斯、艾弗里和噬菌体侵染细菌实验的理解程度。评价方式：小组讨论记录，实验报告。评价任务2：通过观察学生在实验探究中的操作过程和实验结果，评价学生的实验技能和科学探究能力。评价方式：实验观察记录，实验报告。3.知识巩固与拓展评价评价任务1：通过复习DNA复制、转录和翻译的过程，评价学生对遗传信息传递与表达的理解程度。评价方式：课堂测验，作业检查。评价任务2：通过小组讨论社会热点议题，评价学生的社会责任感和科学态度。评价方式：小组讨论记录，小组汇报。（四）学习过程第1课时：情境导入学习内容：展示遗传病患者的照片或视频，引发学生对遗传现象的好奇心。学习活动：提问引导学生回顾初中生物学中关于遗传和变异的基本知识，介绍本单元的学习主题和重要性。学习资源：遗传病案例图片或视频，初中生物学教材。第2课时：格里菲斯的肺炎双球菌转化实验学习内容：讲述实验背景、过程及结果，分析实验现象，提出假设。学习活动：设计小组讨论活动，让学生尝试提出自己的假设，并讨论如何验证。学习资源：实验图片或视频，实验报告模板。第3课时：艾弗里的转化实验学习内容：讲述艾弗里实验的设计思路、过程及结果，分析实验数据，得出结论。学习活动：引导学生思考如何证明蛋白质不是遗传物质，介绍其他科学家的实验证据。学习资源：实验图片或视频，实验报告模板。第4课时：噬菌体侵染细菌的实验学习内容：讲述噬菌体的结构、生活史及侵染细菌的过程，分析实验数据，进一步证明DNA是遗传物质。学习活动：设计探究性实验，模拟噬菌体侵染细菌的过程，观察实验结果。学习资源：噬菌体结构图片或动画，实验材料。第5课时：核酸的基本组成单位学习内容：讲述核苷酸的结构、种类及功能，比较DNA和RNA在核苷酸组成上的差异。学习活动：设计动手活动，制作核苷酸模型，加深理解。学习资源：核苷酸结构示意图，模型制作材料。第6课时：DNA的双螺旋结构学习内容：讲述DNA双螺旋结构的发现历程、结构特征及功能，分析稳定性及其与遗传信息传递的关系。学习活动：设计探究性实验，制作DNA双螺旋结构模型，观察其稳定性。学习资源：DNA双螺旋结构图片或动画，模型制作材料。第7课时：RNA的结构与功能学习内容：讲述RNA的种类、结构及功能，分析RNA在蛋白质合成中的作用。学习活动：组织小组讨论活动，探讨RNA在基因表达调控中的可能作用。学习资源：RNA结构示意图，基因表达调控相关资料。第8课时：遗传信息的传递与表达学习内容：复习DNA复制、转录和翻译的过程及意义，设计综合性实验。学习活动：模拟DNA复制、转录和翻译的过程，观察实验结果，分析数据得出结论。学习资源：DNA复制、转录和翻译过程示意图，实验材料。第9课时：社会热点议题探讨学习内容：选择与生物学知识相关的社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等。学习活动：组织小组讨论活动，让学生就相关议题发表自己的观点和看法，提出解决方案或建议。学习资源：社会热点议题相关资料，小组讨论记录表。（五）作业与检测第2课时作业：完成格里菲斯的肺炎双球菌转化实验的实验报告，包括实验背景、过程、结果和结论。第3课时作业：完成艾弗里的转化实验的实验报告，分析实验数据，得出结论，并讨论如何证明蛋白质不是遗传物质。第4课时作业：设计并完成噬菌体侵染细菌的实验探究方案，记录实验过程，分析实验结果。第5课时作业：制作核苷酸模型，并撰写模型制作报告，解释核苷酸的结构特征。第6课时作业：制作DNA双螺旋结构模型，观察其稳定性，并撰写观察报告。第7课时作业：小组讨论RNA在基因表达调控中的可能作用，撰写小组讨论报告。第8课时作业：模拟DNA复制、转录和翻译的过程，记录实验过程，分析实验结果，撰写实验报告。第9课时作业：就社会热点议题如基因编辑、遗传病防治等，撰写一篇小论文，表达自己的观点和看法。单元检测：设计一份包含选择题、填空题和简答题的单元检测试卷，全面考查学生对本单元内容的掌握情况。（六）学后反思学生反思：通过本单元的学习，你对遗传信息的分子基础有了哪些新的认识？在实验探究过程中，你遇到了哪些困难？是如何解决的？你认为本单元的学习对你的科学素养和社会责任感有哪些提升？教师反思：本单元的教学设计是否有效激发了学生的学习兴趣和探究欲望？在实验探究过程中，学生的实验技能和科学探究能力是否得到了有效提升？如何进一步结合社会热点议题，培养学生的社会责任感和科学态度？通过本单元的学习，学生将全面掌握遗传信息的分子基础这一单元的教学内容，形成生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等生物学学科核心素养。通过实验探究和小组讨论等活动，学生的动手能力和合作交流能力也将得到显著提升。教师在教学过程中应关注学生的个体差异和学习需求，灵活运用多种教学方法和手段，以提高教学效果和学生的学习质量。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》强调，生物学课程应以提升学生生物学学科核心素养为宗旨，通过学科实践和跨学科学习，促进学生的全面发展。针对2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》中的《第1章遗传信息的分子基础》教学内容，本设计旨在通过一系列学科实践和跨学科学习活动，帮助学生深入理解遗传信息的分子基础，掌握DNA作为遗传物质的核心地位，以及核酸的分子结构特征，同时培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任感。二、教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合《第1章遗传信息的分子基础》的教学内容，设定以下教学目标：（一）生命观念理解遗传信息的分子基础：学生能够理解遗传信息是如何通过DNA的分子结构进行存储和传递的，认识到DNA作为遗传物质的核心地位。掌握核酸的分子结构特征：学生能够掌握DNA和RNA的基本组成、空间结构及其功能，理解它们在遗传信息传递中的作用。形成生命是物质、能量和信息统一体的观念：通过探究遗传信息的分子基础，学生能够形成生命是物质、能量和信息统一体的观念，理解生命活动的物质基础和遗传规律。（二）科学思维运用科学方法分析生物学问题：学生能够学会运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法分析生物学问题，如通过遗传实验数据推导出DNA是遗传物质的结论。培养批判性思维能力：学生能够质疑和评估科学证据的有效性，对遗传学实验的设计和实施提出改进意见。提高创新思维能力：学生能够提出新的假设和实验设计方案，如设计探究性实验验证RNA在基因表达调控中的作用。（三）科学探究掌握生物学实验技能：学生能够掌握基本的生物学实验技能，如DNA的提取与鉴定、核酸的分子结构模型制作等。学会观察、记录和分析实验数据：学生能够独立完成探究性实验，学会观察、记录和分析实验数据，得出科学结论。培养合作与交流能力：学生能够在小组中有效协作完成实验任务，通过讨论和交流分享实验成果和心得。（四）社会责任关注社会热点议题：学生能够关注与遗传学相关的社会热点议题，如基因编辑、遗传病防治等，形成正确的科学态度和价值观。培养社会责任感：学生能够运用生物学知识为社会发展做出贡献，如参与遗传病防治的宣传和教育活动。提高环境保护意识：学生能够理解生物多样性保护的重要性，通过实践活动促进环境保护和可持续发展。三、学习目标设定（一）第一节DNA是主要遗传物质的探索生命观念：理解DNA作为遗传物质的证据，认识到DNA在遗传信息传递中的核心地位。掌握DNA的基本组成和空间结构，理解其在遗传信息存储和传递中的作用。科学思维：通过分析格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验，学会运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法分析生物学问题。培养批判性思维能力，对实验的设计和实施提出改进意见。科学探究：掌握DNA的提取与鉴定实验技能，学会观察、记录和分析实验数据。培养合作与交流能力，在小组中协作完成实验任务。社会责任：关注与遗传学相关的社会热点议题，如基因编辑的安全性和伦理问题。培养社会责任感，认识到遗传学研究对人类社会的重要性和意义。（二）第二节核酸的分子结构生命观念：掌握核酸（DNA和RNA）的分子结构特征，理解它们在遗传信息传递中的作用。形成生命是物质、能量和信息统一体的观念，理解生命活动的物质基础和遗传规律。科学思维：通过分析核酸的基本组成单位、DNA的双螺旋结构和RNA的结构与功能，学会运用科学方法分析生物学问题。培养批判性思维能力，对核酸结构的研究进展提出自己的见解。科学探究：掌握核酸的分子结构模型制作实验技能，学会观察和分析核酸结构的稳定性。培养合作与交流能力，在小组中分享实验成果和心得。社会责任：关注与核酸研究相关的社会热点议题，如遗传病防治和生物多样性保护。培养社会责任感，运用生物学知识为社会发展做出贡献。四、作业目标设定（一）第一节DNA是主要遗传物质的探索生命观念：完成DNA作为遗传物质的证据整理作业，加深对DNA核心地位的理解。绘制DNA的基本组成和空间结构示意图，理解其在遗传信息存储和传递中的作用。科学思维：分析格里菲斯的肺炎双球菌转化实验、艾弗里的转化实验和噬菌体侵染细菌的实验数据，撰写实验报告。对实验的设计和实施提出改进意见，培养批判性思维能力。科学探究：完成DNA的提取与鉴定实验报告，记录实验过程和结果。在小组中分享实验成果和心得，培养合作与交流能力。社会责任：收集与基因编辑相关的社会热点议题资料，撰写小论文或报告。参与遗传病防治的宣传和教育活动，培养社会责任感。（二）第二节核酸的分子结构生命观念：完成核酸（DNA和RNA）的分子结构特征整理作业，理解它们在遗传信息传递中的作用。绘制核酸的基本组成单位、DNA的双螺旋结构和RNA的结构示意图，形成生命是物质、能量和信息统一体的观念。科学思维：分析核酸结构的研究进展资料，撰写综述或小论文。对核酸结构的研究提出自己的见解，培养创新思维能力。科学探究：完成核酸的分子结构模型制作实验报告，记录实验过程和结果。在小组中展示核酸结构模型，分享实验成果和心得。社会责任：收集与遗传病防治和生物多样性保护相关的资料，撰写宣传材料或海报。参与环境保护和可持续发展的实践活动，提高环境保护意识。五、学科实践与跨学科学习设计（一）学科实践活动设计1.DNA的提取与鉴定实验活动目的：掌握DNA的提取与鉴定实验技能。观察和分析DNA的提取过程和结果。培养合作与交流能力，在小组中协作完成实验任务。活动步骤：准备阶段：教师介绍实验原理、步骤和注意事项，学生分组准备实验材料和仪器。实验阶段：学生在教师指导下进行DNA的提取与鉴定实验，记录实验过程和结果。分析阶段：学生分析实验数据，得出科学结论，撰写实验报告。分享阶段：学生在小组中分享实验成果和心得，进行交流和讨论。跨学科联系：化学科：涉及DNA的溶解、沉淀和鉴定等化学反应原理。物理学科：涉及离心机的使用原理和操作方法。2.核酸的分子结构模型制作实验活动目的：掌握核酸的分子结构模型制作技能。观察和分析核酸结构的稳定性。培养创新思维能力，设计独特的核酸结构模型。活动步骤：准备阶段：教师介绍核酸的分子结构特征和模型制作原理，学生分组准备实验材料和工具。制作阶段：学生在教师指导下制作核酸的分子结构模型，记录制作过程和结果。展示阶段：学生在小组中展示核酸结构模型，分享制作心得和成果。评价阶段：教师对核酸结构模型进行评价和反馈，提出改进意见。跨学科联系：数学科：涉及核酸分子结构的空间几何特征和计算方法。信息技术科：利用3D打印技术制作复杂的核酸结构模型。（二）跨学科学习活动设计1.遗传病防治的跨学科学习活动目的：了解遗传病的基本知识和防治方法。运用生物学知识分析遗传病的遗传方式和发病机理。培养社会责任感，参与遗传病防治的宣传和教育活动。活动步骤：准备阶段：教师介绍遗传病的基本知识和防治方法，学生分组准备相关资料和工具。学习阶段：学生分组学习遗传病的遗传方式和发病机理，撰写学习报告。实践阶段：学生参与遗传病防治的宣传和教育活动，如制作宣传材料、举办讲座等。反思阶段：学生反思遗传病防治的学习和实践过程，撰写反思报告。跨学科联系：医学科：涉及遗传病的诊断和治疗方法。社会科学科：涉及遗传病防治的社会政策和法律法规。2.基