2019版 北师大版 高中生物学 必修2 遗传与进化《第5章 遗传信息的改变》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5章遗传信息的改变》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）教学内容分析本次大单元教学设计围绕北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》中的第5章《遗传信息的改变》展开，该章内容主要包括基因突变、基因重组、染色体变异（包括染色体结构变异和染色体数目变异）以及人类遗传病的检测和预防四个部分。这些内容构成了现代遗传学的基础，对于理解生物多样性的起源、遗传病的产生与预防以及生物进化的机制具有重要意义。基因突变：基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失，而引起的基因结构的改变。它是生物变异的主要来源，也是生物进化的重要驱动力。通过基因突变的学习，学生可以理解生物多样性的产生机制以及突变在生物进化中的作用。基因重组：基因重组是指在生物体进行有性生殖的过程中，控制不同性状的非等位基因重新组合，包括自由组合型基因重组和交叉互换型基因重组。基因重组增加了后代基因型的多样性，为生物进化提供了丰富的遗传材料。染色体变异：染色体变异包括染色体结构变异和染色体数目变异。染色体结构变异主要包括缺失、重复、倒位和易位，而染色体数目变异则涉及整个染色体的增加或减少。染色体变异在生物进化中起着重要作用，同时也是某些遗传病产生的原因。人类遗传病的检测和预防：随着遗传学的发展，人类已经能够识别并检测许多遗传病。本部分内容将介绍遗传病的概念、分类、遗传方式以及检测和预防的方法，帮助学生了解遗传病对人类健康的影响以及如何通过科学手段进行干预。（二）单元内容分析本单元内容在生物学课程中占据重要地位，它不仅涉及遗传学的基本理论，还与人类健康、农业生产、环境保护等多个领域密切相关。通过学习本单元，学生可以深入理解遗传信息的传递和改变机制，掌握遗传学的基本研究方法，形成科学的生命观念。遗传信息的传递与改变：本单元从基因突变、基因重组和染色体变异三个角度阐述了遗传信息的改变机制。这些改变不仅影响个体的遗传特征，还通过遗传漂变、自然选择等作用机制影响种群的遗传结构，进而推动生物的进化。遗传病的产生与预防：人类遗传病是由于遗传物质的改变而引起的疾病，具有先天性、终生性和家族性的特点。本单元通过介绍遗传病的分类、遗传方式以及检测和预防的方法，帮助学生认识遗传病对人类健康的威胁，并了解如何通过科学手段进行干预。遗传学的应用：遗传学不仅是一门基础学科，还具有广泛的应用价值。在农业生产中，通过基因工程等手段可以改良作物品种、提高产量和品质；在医学领域，遗传病的诊断和预防技术为人类健康提供了有力保障；在环境保护方面，遗传学的研究有助于揭示物种多样性的保护机制。（三）单元内容整合为了实现本单元的教学目标，我们需要将基因突变、基因重组、染色体变异和人类遗传病的检测和预防四个部分的内容进行整合，形成一个有机的整体。以遗传信息的改变为主线：本单元的教学应以遗传信息的改变为主线，通过基因突变、基因重组和染色体变异三个角度的阐述，帮助学生理解遗传信息的传递和改变机制。结合人类遗传病的检测和预防内容，使学生认识到遗传信息改变对人类健康的影响。注重理论与实践的结合：在教学过程中，应注重理论与实践的结合。通过实验室实验、案例分析等方式，帮助学生掌握遗传学的基本研究方法和技术手段。结合生活实际和热点问题，引导学生将所学知识应用于解决实际问题中。培养学生的核心素养：本单元的教学应注重培养学生的生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面。通过引导学生观察、思考、探究和实践等活动，提高学生的科学素养和创新能力。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（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。在本单元的教学中，我们应注重培养学生的生命观念，帮助学生理解遗传信息的传递和改变机制以及这些机制在生物进化中的作用。理解遗传信息的传递机制：通过基因突变、基因重组和染色体变异等内容的学习，帮助学生理解遗传信息在生物体内的传递机制。使学生认识到遗传信息在细胞分裂、生殖等过程中如何保持其稳定性和连续性。认识遗传信息的改变对生物进化的影响：通过介绍基因突变、基因重组和染色体变异等遗传信息的改变机制以及这些机制在生物进化中的作用，帮助学生认识到遗传信息的改变是推动生物进化的重要驱动力。使学生理解生物多样性的产生机制和生物进化的基本规律。形成科学的生命观：在教学过程中，应注重引导学生形成科学的生命观。通过介绍生物学的基本概念和原理以及生命现象的多样性和复杂性等内容的学习，帮助学生理解生命的本质和特征以及生命与环境之间的相互作用关系。（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。在本单元的教学中，我们应注重培养学生的科学思维，帮助学生掌握遗传学的基本研究方法和技术手段。培养批判性思维：在教学过程中，应注重培养学生的批判性思维。通过引导学生对实验数据、科学理论等进行分析和评价等活动，帮助学生形成独立思考和判断的能力。使学生学会从多个角度审视问题并提出自己的见解。掌握科学研究方法：通过实验室实验、案例分析等方式的教学活动的设计与实施，帮助学生掌握科学研究的基本方法和步骤。使学生了解实验设计、数据收集与分析以及结果解释等科学研究过程中的关键环节。运用科学思维解决实际问题：在教学过程中，应注重引导学生运用科学思维解决实际问题。通过结合生活实际和热点问题等内容的学习以及开展探究式学习等活动的方式的设计与实施，帮助学生将所学知识应用于解决实际问题中。提高学生的创新能力和实践能力。（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并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。在本单元的教学中，我们应注重培养学生的科学探究能力，帮助学生掌握遗传学的基本研究方法和技术手段。培养观察与提问能力：在教学过程中，应注重培养学生的观察与提问能力。通过引导学生对生命现象进行观察并提出问题等活动的方式的设计与实施，帮助学生形成敏锐的观察力和提出问题的能力。使学生能够从现象中发现问题并提出具有探究价值的问题。掌握实验设计与实施能力：通过实验室实验等活动的方式的设计与实施以及提供必要的实验材料和指导等措施的采取，帮助学生掌握实验设计与实施的基本方法和步骤。使学生了解实验设计的基本原则和要求以及实验过程中的注意事项等内容；同时提高学生的动手能力和团队协作能力。培养结果分析与交流能力：在教学过程中，应注重培养学生的结果分析与交流能力。通过引导学生对实验结果进行分析并撰写实验报告等活动的方式的设计与实施以及组织学生进行小组讨论和交流等活动的方式的设计与实施等措施的采取；帮助学生形成科学严谨的分析态度和准确清晰的表达能力；同时提高学生的团队协作能力和沟通能力。（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并作出理性解释和判断以及解决生产生活问题的担当和能力。在本单元的教学中，我们应注重培养学生的社会责任感，帮助学生认识到遗传学在社会发展中的重要作用以及自己在其中的责任和使命。增强环保意识：在教学过程中，应注重增强学生的环保意识。通过介绍人类活动对生物多样性的影响以及遗传资源保护的重要性等内容的学习以及开展相关实践活动等方式的设计与实施；帮助学生认识到保护环境、维护生态平衡的重要性以及自己在其中的责任和使命。关注人类健康：在教学过程中，应注重关注学生的健康意识。通过介绍遗传病对人类健康的影响以及遗传病检测和预防方法等内容的学习以及组织学生进行相关实践活动等方式的设计与实施；帮助学生认识到关注人类健康、预防遗传病的重要性以及自己在其中的责任和使命。参与社会事务：在教学过程中，应注重引导学生参与社会事务的讨论并作出理性解释和判断。通过结合生活实际和热点问题等内容的学习以及组织学生进行小组讨论和交流等活动的方式的设计与实施；帮助学生了解社会热点问题背后的生物学原理和科学依据；同时提高学生的公民素养和社会责任感。学情分析（一）已知内容分析在高中生物学必修1的学习中，学生已经掌握了细胞的结构与功能、生物体的物质与能量代谢、细胞的生命历程等基础知识，为理解遗传信息的改变奠定了细胞学基础。在必修2的前几章学习中，学生已经对遗传的细胞基础、遗传的分子基础以及遗传的基本规律有了初步的了解，特别是DNA作为遗传信息的载体、基因的结构与功能、遗传信息的转录与翻译过程等内容，这些都是理解基因突变、基因重组和染色体变异等核心概念的重要前提。学生在日常生活中也可能通过媒体、科普书籍等途径接触过一些与遗传相关的概念，如基因突变导致疾病、近亲结婚增加遗传病风险等，这些生活经验虽然可能不够准确或全面，但为学生进一步学习遗传信息的改变提供了一定的认知基础。（二）新知内容分析本章《遗传信息的改变》主要包含四个部分：基因突变、基因重组、染色体变异（包括染色体结构变异和染色体数目变异）以及人类遗传病的检测和预防。这些内容是遗传学中的核心部分，也是生物学领域中研究较为深入和广泛的领域之一。基因突变：学生需要理解基因突变的概念、类型（点突变、移码突变等）、原因（自发突变、诱发突变）、影响（对蛋白质结构和功能的影响、对生物体性状的影响）以及基因突变在生物进化中的意义。基因重组：学生需要掌握基因重组的概念、类型（减数分裂过程中的基因重组、基因工程中的基因重组）、过程（同源染色体上的非姐妹染色单体间的交叉互换、非同源染色体上自由组合）以及基因重组在生物多样性形成中的作用。染色体变异：学生需要了解染色体变异的两种类型——染色体结构变异（缺失、重复、倒位、易位）和染色体数目变异（整倍体变异、非整倍体变异），以及染色体变异对生物体性状的影响和人类遗传病的关系。人类遗传病的检测和预防：学生需要学习人类遗传病的概念、类型（单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病）、遗传病的遗传方式（常染色体显性遗传、常染色体隐性遗传、X连锁遗传等）、遗传病的检测方法（系谱分析、基因诊断等）以及遗传病的预防措施（遗传咨询、产前诊断、选择性流产等）。这些新知内容不仅要求学生掌握相关的概念和原理，还要求学生能够运用所学知识解决实际问题，如分析人类遗传病的遗传方式、提出遗传病的预防策略等。（三）学生学习能力分析抽象思维能力：遗传学内容较为抽象，需要学生具备较强的抽象思维能力，能够将微观的遗传现象与宏观的生物体性状联系起来，理解遗传信息的改变如何影响生物体的生长发育和遗传特性。逻辑推理能力：在学习基因突变、基因重组和染色体变异等内容时，学生需要运用逻辑推理能力，分析遗传信息的改变对生物体性状的可能影响，以及不同遗传方式下遗传病的传递规律。实验探究能力：生物学是一门实验科学，学生在学习遗传学内容时，需要具备一定的实验探究能力，能够通过实验观察、数据分析和结果讨论，深入理解遗传学的原理和规律。信息处理能力：在信息时代，学生需要具备良好的信息处理能力，能够迅速获取、筛选、整合和利用与遗传学相关的信息资源，拓展自己的知识面和视野。总体来看，学生在学习本章内容时，需要具备较强的抽象思维能力、逻辑推理能力、实验探究能力和信息处理能力，这些能力将有助于学生更好地理解和掌握遗传学的核心概念和原理。（四）学习障碍突破策略运用直观教学手段：针对遗传学内容的抽象性，教师可以运用直观教学手段，如多媒体动画、实物模型、显微观察等，帮助学生建立直观的感性认识，加深对遗传学原理和规律的理解。例如，在讲解基因突变时，可以利用多媒体动画展示基因突变的类型和过程；在讲解染色体变异时，可以利用实物模型展示染色体的结构和变异类型。加强实验探究教学：实验探究是生物学教学的重要组成部分，也是培养学生实验探究能力的重要途径。教师可以设计一系列与遗传学相关的实验探究活动，如“观察果蝇的眼色遗传”、“模拟基因重组过程”等，让学生在实验中亲身体验遗传学的原理和规律，提高学生的学习兴趣和积极性。注重知识的系统性和连贯性：遗传学内容较为繁杂，但各部分内容之间存在一定的系统性和连贯性。教师在教学过程中应注重知识的整合和串联，帮助学生建立完整的知识体系。例如，在讲解基因突变、基因重组和染色体变异时，可以将其与遗传的基本规律联系起来，分析它们对生物体性状遗传的影响；在讲解人类遗传病的检测和预防时，可以将其与基因突变、基因重组和染色体变异等内容结合起来，探讨遗传病的遗传方式和预防措施。引导学生自主学习和合作学习：自主学习和合作学习是培养学生学习能力的重要途径。教师可以引导学生利用课余时间进行自主学习，如阅读相关科普书籍、观看在线课程等；也可以组织学生开展小组合作学习活动，如分组讨论遗传病案例、共同设计实验方案等。通过自主学习和合作学习，学生可以更好地掌握遗传学知识，提高自己的学习能力和综合素质。关注个体差异和因材施教：学生的学习能力和兴趣存在一定的个体差异。教师在教学过程中应关注学生的学习情况和反馈意见，根据学生的实际情况因材施教。对于学习能力较强的学生，可以引导他们深入探究遗传学的前沿问题和热点问题；对于学习能力较弱的学生，可以给予更多的关注和帮助，帮助他们克服学习障碍，提高学习成绩。针对学生在学习遗传学内容时可能遇到的学习障碍，教师可以采取多种教学策略和方法进行突破。通过运用直观教学手段、加强实验探究教学、注重知识的系统性和连贯性、引导学生自主学习和合作学习以及关注个体差异和因材施教等措施的实施，可以有效提高学生的学习兴趣和积极性，促进学生对遗传学知识的理解和掌握。四、大主题或大概念设计本单元的大主题设计为“遗传信息的动态变化与生命多样性的起源”。围绕这一主题，通过四个子课题（基因突变、基因重组、染色体变异及人类遗传病的检测和预防）的学习活动，帮助学生理解遗传信息的改变如何驱动生物进化和适应环境，从而揭示生命多样性的起源和维持机制。这一大概念设计旨在引导学生从微观层面探究遗传信息的变化规律，进而从宏观层面理解生物多样性和进化的本质。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解遗传物质的结构（如DNA的双螺旋结构）与其在遗传信息传递和表达中的功能之间的紧密联系。进化与适应观：学生能够认识到基因突变、基因重组和染色体变异是生物进化的基础，理解这些变异如何驱动生物适应环境变化，形成生物多样性。稳态与平衡观：学生能够理解遗传信息的稳定性对于生物体正常生理功能的重要性，以及遗传变异在维持物种遗传平衡中的作用。（二）科学思维归纳与概括：学生能够基于遗传变异的实例，归纳出遗传信息改变的一般规律和特点。演绎与推理：学生能够运用遗传学原理，推理出特定遗传变异对生物性状和遗传平衡的可能影响。模型与建模：学生能够构建遗传变异的数学模型或概念模型，用以解释和预测遗传现象。批判性思维：学生能够批判性地评估遗传学研究中的证据和结论，提出合理的质疑和改进建议。（三）科学探究问题发现：学生能够从日常生活或科学文献中发现与遗传变异相关的问题，提出具有探究价值的研究课题。方案设计：学生能够设计并实施遗传变异的探究实验或调查方案，确保方案的科学性和可行性。数据收集与分析：学生能够准确收集实验或调查数据，并运用适当的统计方法进行分析，得出科学结论。结果交流与讨论：学生能够以口头或书面形式清晰、准确地交流探究结果，与他人进行讨论和辩论，共同促进对遗传变异的理解。（四）社会责任科学普及：学生能够运用所学的遗传学知识，向公众普及遗传变异的科学原理和应用价值，提高公众的科学素养。伦理决策：学生能够基于遗传学原理，对涉及人类遗传资源的伦理问题进行合理决策，如人类遗传病的检测和预防中的隐私保护问题。环境保护：学生能够认识到生物多样性的重要性，积极参与生物多样性的保护和可持续利用活动，为环境保护贡献力量。健康生活：学生能够理解遗传变异对人类健康的影响，采取科学的健康生活方式，预防遗传性疾病的发生。六、大单元教学重点基因突变的概念、类型及意义：重点讲解基因突变的定义、类型（点突变、移码突变、染色体结构变异等）及其对生物性状和遗传平衡的影响。通过实例分析，帮助学生理解基因突变在生物进化中的重要作用。基因重组的机制与类型：详细介绍基因重组的概念、类型（同源重组、位点特异性重组等）及其在生物遗传和变异中的作用。通过模型构建和实验演示，帮助学生直观理解基因重组的过程和机制。染色体变异的类型与影响：重点讲解染色体变异的类型（结构变异、数目变异等）及其对生物生长发育和遗传平衡的影响。通过案例分析，帮助学生认识染色体变异在遗传性疾病和肿瘤发生中的重要作用。人类遗传病的检测与预防：详细介绍人类遗传病的检测方法（如基因测序、遗传咨询等）和预防策略（如婚前检查、产前诊断等）。通过实践活动，提高学生参与遗传病预防和控制的意识和能力。七、大单元教学难点如何帮助学生理解遗传变异的复杂性和多样性：遗传变异涉及多种类型和机制，且相互作用复杂多变。如何通过生动形象的实例和直观的教学手段，帮助学生理解遗传变异的复杂性和多样性，是本单元教学的难点之一。如何培养学生的科学探究能力和创新思维：科学探究能力和创新思维是生物学学科核心素养的重要组成部分。在实际教学中，如何激发学生的学习兴趣和探究欲望，引导他们主动提出问题、设计实验、收集数据和分析结果，培养他们的科学探究能力和创新思维，是一个具有挑战性的任务。如何将遗传学知识与实际生活相结合：遗传学知识虽然抽象复杂，但与人们的日常生活密切相关。如何将遗传学知识与实际生活相结合，引导学生运用所学知识解决实际问题，提高他们的社会责任感和实践能力，是本单元教学的另一个难点。突破教学难点的策略：采用多样化的教学手段：结合实物模型、动画演示、实验操作和案例分析等多种教学手段，帮助学生直观理解遗传变异的复杂性和多样性。利用信息技术手段，如在线课程、虚拟实验室等，拓宽学生的学习渠道和资源。强化实践探究活动：设计一系列与遗传变异相关的实践探究活动，如基因突变的模拟实验、基因重组的模型构建、染色体变异的案例分析等。通过实践活动，激发学生的学习兴趣和探究欲望，培养他们的科学探究能力和创新思维。加强跨学科整合：将遗传学知识与医学、农学、生态学等其他学科相结合，开展跨学科整合教学。通过跨学科整合，帮助学生拓宽视野，理解遗传学知识在实际生活中的应用价值，提高他们的社会责任感和实践能力。注重情感教育：在教学过程中注重情感教育，关注学生的心理需求和情感变化。通过鼓励、支持和引导，帮助学生建立自信心和积极的学习态度。利用遗传学知识中的感人故事和成功案例，激发学生的爱国情感和民族自豪感。通过以上教学策略的实施，可以有效突破本单元的教学难点，提高教学效果和学生的学习质量。也有助于培养学生的生物学学科核心素养和综合素质，为他们的未来发展奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路教学目标设定根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，结合2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》第5章《遗传信息的改变》的教学内容，本大单元的教学目标设定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。（一）生命观念理解遗传信息的本质：学生能够理解遗传信息储存在DNA分子中，DNA通过复制、转录和翻译过程传递和表达遗传信息，这是生命延续和物种多样性的基础。形成进化与适应观：通过基因突变、基因重组和染色体变异的学习，学生能够认识到生物体通过遗传信息的改变来适应环境，这是生物进化的重要机制。结构与功能观：学生能够理解基因突变、基因重组和染色体变异如何影响生物体的结构和功能，以及这些变化在生物进化中的作用。稳态与平衡观：学生能够认识到遗传信息的稳定传递和变异之间的平衡是生物体维持生命活动的重要基础。（二）科学思维基于事实的证据推理：学生能够基于基因突变、基因重组和染色体变异的实验证据，运用归纳与概括、演绎与推理等方法，探讨遗传信息改变的规律和机制。批判性思维：学生能够批判性地评估关于遗传信息改变的不同观点和理论，形成自己的判断。模型与建模：学生能够运用数学模型、物理模型或概念模型来表示和解释基因突变、基因重组和染色体变异的过程和结果。创造性思维：学生能够提出新的假设或解决方案，探讨遗传信息改变在生物技术和医学领域的应用。（三）科学探究问题发现与提出：学生能够基于遗传信息改变的现象，提出有探究价值的问题，如“基因突变如何影响生物的性状？”实验设计与实施：学生能够设计并实施关于基因突变、基因重组和染色体变异的实验，收集和分析数据，得出结论。交流与合作：学生能够与他人合作，共同探究遗传信息改变的规律和机制，分享实验结果和见解。科学探究技能：学生能够掌握科学探究的基本技能，如观察、测量、记录、分析和解释数据等。（四）社会责任关注社会议题：学生能够关注与遗传信息改变相关的社会议题，如遗传病的检测和预防、基因编辑技术的伦理问题等。参与讨论与决策：学生能够基于生物学知识，参与关于遗传信息改变的社会议题的讨论和决策，表达自己的观点和立场。宣传与普及：学生能够向他人宣传遗传信息改变的基本知识，提高公众对遗传学的认识和理解。伦理道德观念：学生能够形成正确的伦理道德观念，认识到在利用遗传信息改变技术时应遵循的基本原则和道德规范。教学思路概述本大单元的教学将围绕《遗传信息的改变》这一主题，通过四个子课题（基因突变、基因重组、染色体变异、人类遗传病的检测和预防）的学习活动，帮助学生全面理解遗传信息改变的规律和机制，培养学生的生物学学科核心素养。（一）教学内容分析第5章《遗传信息的改变》是遗传学的基础内容，包括基因突变、基因重组、染色体变异和人类遗传病的检测和预防四个部分。这些内容不仅揭示了遗传信息改变的规律和机制，而且与生物进化、生物多样性、遗传病防治等密切相关。通过本章的学习，学生能够深入理解遗传学的基本原理和方法，为后续学习奠定坚实的基础。（二）学情分析学生在前面章节已经学习了DNA的结构和功能、遗传的基本规律等内容，对遗传学有了初步的认识。遗传信息的改变是一个复杂而抽象的过程，需要学生具备较强的抽象思维能力和科学探究能力。在教学过程中，教师应注重启发学生的思维，引导学生通过实验、观察、讨论等方式，深入理解遗传信息改变的规律和机制。（三）教学策略与方法启发式教学：通过提问、讨论等方式，启发学生的思维，引导学生主动探究遗传信息改变的规律和机制。实验探究法：设计并实施关于基因突变、基因重组和染色体变异的实验，让学生在实践中深入理解遗传信息改变的过程和结果。案例分析法：选取与遗传信息改变相关的典型案例，引导学生分析案例中的科学问题和解决方法，提高学生的批判性思维和问题解决能力。合作学习法：组织学生进行小组合作学习，共同探究遗传信息改变的规律和机制，促进学生的交流与合作能力。（四）教学过程设计1.导入新课通过展示遗传病患者的图片或视频，引导学生思考遗传病的原因和检测方法，激发学生的学习兴趣和探究欲望。2.学习基因突变（1）理论讲解：介绍基因突变的定义、类型（点突变、移码突变、整码突变等）和原因（自然突变、诱发突变等）。（2）实验探究：设计并实施关于基因突变的实验（如利用果蝇进行基因突变实验），让学生观察基因突变对生物性状的影响。（3）案例分析：选取与基因突变相关的典型案例（如镰刀型细胞贫血症），引导学生分析案例中的科学问题和解决方法。（4）总结归纳：引导学生总结基因突变的规律和机制，形成对基因突变的全面认识。3.学习基因重组（1）理论讲解：介绍基因重组的定义、类型（同源重组、位点特异性重组等）和过程（减数分裂过程中的基因重组）。（2）实验探究：设计并实施关于基因重组的实验（如利用细菌进行基因重组实验），让学生观察基因重组对生物性状的影响。（3）案例分析：选取与基因重组相关的典型案例（如杂交水稻的培育），引导学生分析案例中的科学问题和解决方法。（4）总结归纳：引导学生总结基因重组的规律和机制，形成对基因重组的全面认识。4.学习染色体变异（1）理论讲解：介绍染色体变异的定义、类型（染色体结构变异、染色体数目变异等）和原因（自然变异、诱发变异等）。（2）实验探究：设计并实施关于染色体变异的实验（如利用果蝇进行染色体结构变异实验），让学生观察染色体变异对生物性状的影响。（3）案例分析：选取与染色体变异相关的典型案例（如唐氏综合征），引导学生分析案例中的科学问题和解决方法。（4）总结归纳：引导学生总结染色体变异的规律和机制，形成对染色体变异的全面认识。5.学习人类遗传病的检测和预防（1）理论讲解：介绍人类遗传病的定义、分类（单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病等）和检测方法（遗传咨询、基因检测等）。（2）案例分析：选取与人类遗传病相关的典型案例（如囊性纤维化），引导学生分析案例中的科学问题和解决方法。（3）实践活动：组织学生参观遗传病检测机构或实验室，了解遗传病的检测流程和方法。（4）总结归纳：引导学生总结人类遗传病的检测和预防方法，形成对人类遗传病的全面认识。6.课堂总结与拓展（1）课堂总结：引导学生总结本章的学习内容和收获，强调遗传信息改变在生物学中的重要性和应用价值。（2）拓展延伸：介绍遗传信息改变在生物技术、医学领域的应用前景和挑战，激发学生的探究欲望和创新精神。（3）作业布置：布置与遗传信息改变相关的作业或课题，要求学生利用课余时间进行探究和实践。（五）教学评价与反馈过程性评价：在教学过程中，通过观察学生的课堂表现、实验操作、小组讨论等方式，及时了解学生的学习情况和存在的问题，并给予针对性的指导和帮助。结果性评价：通过单元测试、期末考试等方式，评价学生对遗传信息改变知识的掌握程度和应用能力。反馈与改进：根据评价结果，及时反馈学生的学习情况，针对存在的问题进行改进和优化教学策略和方法。鼓励学生进行自我评价和同伴评价，促进学生的自我反思和相互学习。总结与展望本大单元的教学思路以高中生物学学科核心素养为导向，通过四个子课题的学习活动，帮助学生全面理解遗传信息改变的规律和机制。在教学过程中，注重启发学生的思维，培养学生的科学探究能力和社会责任感。我们将继续探索和实践更加有效的教学策略和方法，为学生的全面发展贡献更多的力量。九、学业评价一、引言《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》强调，生物学课程应以学科核心素养的培养为核心，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。本章节《遗传信息的改变》是高中生物学必修2《遗传与进化》中的重要内容，旨在通过基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等知识点的学习，使学生深入理解遗传信息的多样性和稳定性，以及遗传变异在生物进化中的作用。本章节的学业评价设计将紧密围绕这四个核心素养展开，确保评价内容的全面性、科学性和有效性。二、教学目标设定（一）生命观念理解遗传信息的本质：学生能够理解DNA是遗传信息的载体，掌握基因突变、基因重组和染色体变异的基本概念，以及这些变异如何导致遗传信息的改变。认识遗传信息的稳定性与多样性：通过探究遗传变异的机制，学生能够认识到遗传信息的稳定性是生物繁衍的基础，而多样性则是生物进化的动力。形成进化观念：理解遗传变异在生物进化中的作用，认识到自然选择通过保留有利变异、淘汰不利变异，推动生物种群的适应和进化。（二）科学思维培养逻辑思维：通过分析基因突变、基因重组和染色体变异的案例，学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等方法，理解遗传变异的规律和机制。形成批判性思维：在面对遗传信息改变的相关议题时，学生能够基于事实和证据，运用科学思维方法进行审视和论证，辨别伪科学和迷信。发展创造性思维：鼓励学生提出关于遗传变异的新问题，设计探究方案，尝试解决现实生活中的生物学问题，培养创新思维和实践能力。（三）科学探究掌握探究方法：学生能够运用观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论等方法，探究遗传信息改变的机制和影响。提高实践能力：通过模拟实验、案例分析等实践活动，学生能够熟练掌握生物学实验的基本技能，提高实践能力和问题解决能力。学会合作与交流：在探究过程中，学生能够与他人合作，共同设计实验方案，分享实验结果，学会有效的沟通和交流。（四）社会责任增强健康意识：通过了解人类遗传病的检测和预防知识，学生能够形成健康的生活方式，增强对遗传病危害的认识和预防意识。参与社会讨论：关注与遗传信息改变相关的社会议题，如基因编辑、遗传病治疗等，能够基于生物学知识，理性参与社会讨论，发表个人见解。树立伦理观念：在探究遗传信息改变的过程中，学生能够认识到生物技术的伦理问题，树立正确的伦理观念，尊重生命，关爱他人。三、学习目标设定（一）生命观念描述遗传信息的载体：学生能够准确描述DNA的结构和功能，理解DNA是遗传信息的载体。解释遗传变异的类型：学生能够详细解释基因突变、基因重组和染色体变异的类型、原因和影响，以及它们在生物进化中的作用。分析遗传变异的案例：通过分析具体案例，学生能够理解遗传变异如何导致生物性状的改变，以及这些改变在生物适应环境中的作用。（二）科学思维运用科学思维方法：学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等方法，分析遗传变异的规律和机制，提出个人见解。评估科学证据：在面对遗传信息改变的相关议题时，学生能够评估科学证据的可靠性和有效性，形成基于证据的科学结论。设计探究方案：针对遗传信息改变的问题，学生能够设计合理的探究方案，包括实验设计、数据收集和分析等步骤。（三）科学探究掌握实验技能：学生能够熟练掌握生物学实验的基本技能，如显微镜操作、DNA提取和鉴定等。实施探究实验：通过模拟实验或实际操作，学生能够独立或合作实施探究实验，观察实验现象，记录实验数据。分析实验结果：学生能够运用科学方法分析实验结果，得出科学结论，并撰写实验报告，与他人分享实验成果。（四）社会责任宣传健康知识：学生能够运用所学知识，宣传健康生活方式，提高公众对遗传病危害的认识和预防意识。参与社会公益：鼓励学生参与遗传病筛查、预防和治疗等公益活动，为社会发展贡献自己的力量。遵守伦理规范：在生物技术研究和应用过程中，学生能够遵守伦理规范，尊重生命，关爱他人，树立正确的伦理观念。四、评价目标设定（一）生命观念评价学生对遗传信息载体的理解：通过选择题、填空题等形式，考察学生对DNA结构和功能的掌握情况。评价学生对遗传变异类型的理解：通过案例分析、简答题等形式，考察学生对基因突变、基因重组和染色体变异的类型、原因和影响的理解程度。评价学生的进化观念：通过讨论题、小论文等形式，考察学生是否能够将遗传变异与生物进化相结合，形成正确的进化观念。（二）科学思维评价学生的逻辑思维能力：通过逻辑推理题、排序题等形式，考察学生是否能够运用归纳与概括、演绎与推理等方法分析遗传变异的规律和机制。评价学生的批判性思维能力：通过辨析题、辩论赛等形式，考察学生是否能够基于事实和证据审视和论证遗传信息改变的相关议题。评价学生的创造性思维能力：通过设计题、创新赛等形式，考察学生是否能够提出新问题，设计探究方案，尝试解决现实生活中的生物学问题。（三）科学探究评价学生的实验技能：通过实验操作考核、实验报告撰写等形式，考察学生是否掌握生物学实验的基本技能，能否独立或合作实施探究实验。评价学生的实践能力：通过实践活动评价表、项目式学习成果展示等形式，考察学生是否能够将所学知识应用于实践，解决实际问题。评价学生的合作与交流能力：通过小组合作评价表、讨论记录表等形式，考察学生是否能够在探究过程中与他人合作，共同设计实验方案，分享实验结果。（四）社会责任评价学生的健康意识：通过问卷调查、健康知识竞赛等形式，考察学生是否形成健康的生活方式，是否对遗传病危害有正确的认识和预防意识。评价学生的社会参与能力：通过社会实践报告、公益活动参与证明等形式，考察学生是否关注与遗传信息改变相关的社会议题，是否积极参与社会讨论和公益活动。评价学生的伦理观念：通过伦理案例分析、伦理讨论等形式，考察学生是否能够在生物技术研究和应用过程中遵守伦理规范，尊重生命，关爱他人。五、评价方法与实施（一）评价方法纸笔测试：通过选择题、填空题、简答题、案例分析题等形式，考察学生对遗传信息改变相关知识的掌握情况。实验操作考核：通过实验操作考核，评价学生的实验技能和实践能力。实践活动评价：通过项目式学习、社会实践活动等形式，评价学生的实践能力和社会参与能力。表现性评价：通过小组讨论、辩论赛、演讲等形式，评价学生的合作与交流能力、批判性思维和创造性思维能力。自我反思与评价：鼓励学生撰写学习日志、自我反思报告等，评价自己的学习过程和学习成果。（二）实施步骤明确评价目标：根据课程标准和教学目标，明确本章节的评价目标，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。设计评价任务：根据评价目标，设计多样化的评价任务，包括纸笔测试、实验操作考核、实践活动评价、表现性评价和自我反思与评价等。实施评价任务：按照教学计划，有序实施各项评价任务，确保评价的全面性和有效性。收集评价数据：通过纸笔测试、实验操作记录、实践活动报告、表现性评价记录和自我反思报告等形式，收集学生的评价数据。分析评价数据：运用统计软件对评价数据进行分析和处理，得出学生的评价结果。反馈评价结果：将评价结果及时反馈给学生和教师，帮助学生了解自己的学习情况和进步空间，为教师提供教学改进的依据。调整教学策略：根据评价结果，调整教学策略和方法，优化教学过程，提高教学效果。六、评价案例与分析（一）评价案例案例一：纸笔测试评价题目：基因突变是指DNA分子中发生碱基对的替换、增添和缺失而引起的基因结构的改变。下列关于基因突变的叙述正确的是（）A.基因突变是生物进化的原材料B.基因突变一定导致生物性状的改变C.基因突变的方向是由环境决定的D.基因突变在生物界中普遍存在，且都是有害的分析：本题主要考察学生对基因突变概念的理解。通过选择题的形式，能够直观地反映学生对基因突变基本特征的掌握情况。选项A正确描述了基因突变在生物进化中的作用；选项B错误地认为基因突变一定导致生物性状的改变，忽略了基因表达调控的影响；选项C错误地认为基因突变的方向是由环境决定的，实际上基因突变是随机的、不定向的；选项D错误地认为基因突变都是有害的，实际上基因突变既有害也有利。案例二：实验操作考核评价实验名称：探究果蝇眼色的遗传规律评价内容：实验设计能力：考察学生是否能够根据实验目的和原理，设计合理的实验方案。实验操作技能：考察学生是否掌握显微镜操作、果蝇培养等基本技能。实验结果分析能力：考察学生是否能够准确记录实验数据，运用科学方法分析实验结果。分析：本实验通过探究果蝇眼色的遗传规律，不仅能够加深学生对基因分离定律和自由组合定律的理解，还能够评价学生的实验设计、操作和分析能力。通过实验操作考核评价，能够直观地反映学生的实践能力和科学探究能力。案例三：实践活动评价活动名称：遗传病社会调查与宣传评价内容：活动组织能力：考察学生是否能够组织有效的社会调查活动，制定调查计划和问卷。数据分析能力：考察学生是否能够运用统计软件对调查数据进行分析和处理。宣传效果评估：考察学生是否能够通过制作宣传海报、举办讲座等形式，有效传播遗传病预防知识。分析：本活动通过遗传病社会调查与宣传，不仅能够增强学生的社会责任感和公民意识，还能够评价学生的组织、分析和宣传能力。通过实践活动评价，能够全面反映学生的社会参与能力和社会责任素养。（二）案例分析通过上述三个评价案例的分析可以看出，纸笔测试评价能够直观地反映学生对基础知识的掌握情况；实验操作考核评价能够评价学生的实践能力和科学探究能力；实践活动评价能够全面反映学生的社会参与能力和社会责任素养。这些评价方法相互补充、相互促进，共同构成了本章节完整的学业评价体系。七、总结与展望本章节的学业评价设计紧密围绕高中生物学学科核心素养展开，通过明确教学目标、设定学习目标和评价目标、选择多样化的评价方法和实施步骤，确保了评价的全面性和有效性。我们将继续优化评价体系，探索更加科学、合理的评价方法，为学生的全面发展和终身学习奠定坚实的基础。我们也将关注生物学领域的最新进展和社会热点议题，不断更新教学内容和评价方式，培养学生的创新思维和实践能力，为培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人贡献力量。十、大单元实施思路及教学结构图一、大单元实施思路在《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》中的《第5章遗传信息的改变》这一教学内容，本大单元的实施思路旨在通过一系列逻辑清晰、层次分明的教学活动，引导学生深入理解基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等核心概念，培养学生的生物学学科核心素养。具体实施思路如下：情境导入与概念引入：通过生活实例或科学史故事，创设与遗传信息改变相关的情境，激发学生的学习兴趣，引出遗传信息的改变这一主题，为后续学习奠定基础。概念讲解与知识构建：采用讲授、讨论、实验等多种教学方式，对基因突变、基因重组、染色体变异等核心概念进行详细讲解，帮助学生构建系统的知识框架。探究性学习与实践操作：设计探究性学习任务，如通过模拟实验探究基因突变的原因和影响，或通过案例分析探讨基因重组和染色体变异的类型及其后果，让学生在实践中加深对遗传信息改变的理解。案例分析与社会责任培养：结合人类遗传病的检测和预防等实际案例，引导学生关注遗传病对个体和社会的影响，培养学生的社会责任感和实践能力。评价与反馈：通过课堂测验、作业检查、小组讨论等形式，及时了解学生的学习情况，给予针对性的指导和反馈，确保教学目标的达成。总结与拓展：对本单元的学习内容进行总结回顾，巩固所学知识；引导学生将所学知识应用于实际生活中，拓展学生的视野和思维。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2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》中《第5章遗传信息的改变》的教学内容，本单元的教学目标设定如下：（一）生命观念结构与功能观：理解基因突变、基因重组和染色体变异对生物体结构和功能的影响，认识到遗传信息的改变是生物进化的重要驱动力。进化与适应观：通过分析遗传信息改变在自然选择和人工选择中的作用，理解生物多样性的形成和维持机制，树立进化与适应的生命观念。（二）科学思维归纳与概括：能够基于实验观察和数据分析，归纳出基因突变、基因重组和染色体变异的类型和特点。演绎与推理：运用遗传规律，推理出遗传信息改变对后代性状的影响，预测遗传病的遗传方式和发病率。模型与建模：通过构建遗传信息改变的数学模型或物理模型，深入理解遗传信息的传递和变化规律。（三）科学探究问题提出：能够针对遗传信息改变的相关现象提出有探究价值的问题，如“基因突变是如何发生的？”“基因重组对生物进化的意义是什么？”等。方案设计与实施：能够设计并实施探究基因突变、基因重组或染色体变异的实验方案，收集并分析数据，得出科学结论。结果交流：能够清晰、准确地表达探究过程和结果，与他人进行交流和讨论，共同解决科学问题。（四）社会责任健康生活：了解遗传病对个体健康的影响，掌握遗传病的检测和预防方法，树立健康生活的观念。环境保护：认识到生物多样性的重要性，积极参与生物多样性的保护和恢复工作，为环境保护贡献自己的力量。伦理道德：在生物技术的应用中，遵守伦理道德原则，尊重生命、关爱他人，不滥用生物技术损害人类利益。三、教学结构图++|遗传信息的改变|++|v++|1.基因突变|+|+||vv++++++|类型与特点|影响因素||实验探究|案例分析|++++++|v++|2.基因重组|+|+||vv++++++|类型与特点|发生时期||实验模拟|实例分析|++++++|v++|3.染色体变异|+|+||vv++++++|结构变异|数目变异||实例分析|实验观察|++++++|v++|4.人类遗传病的检测与预防|+|+||vv++++++|遗传病类型|检测方法||预防措施|伦理考量|++++++四、具体教学实施步骤第一课时：基因突变情境导入：通过介绍人类遗传病（如白化病、色盲等）的实例，引出基因突变的概念，激发学生的学习兴趣。概念讲解：详细讲解基因突变的类型（点突变、移码突变、缺失和重复等）、原因（自然突变、诱发突变等）以及基因突变对生物体性状的影响。实验探究：设计模拟实验，如使用果蝇作为实验材料，观察基因突变对果蝇眼色的影响，让学生在实践中加深对基因突变的理解。案例分析：选取典型的基因突变案例（如镰刀型细胞贫血症），引导学生分析基因突变的发生机制、遗传方式以及对个体健康的影响。课堂小结：总结基因突变的概念、类型、原因和影响，强调基因突变在生物进化中的重要作用。第二课时：基因重组复习旧知：回顾基因突变的概念和类型，为学习基因重组奠定基础。概念讲解：详细讲解基因重组的类型（交叉互换、自由组合等）、发生时期（减数分裂过程中）以及基因重组对生物多样性的影响。实验模拟：利用教具或软件模拟减数分裂过程中基因重组的发生过程，帮助学生直观理解基因重组的机制。实例分析：选取典型的基因重组案例（如杂交育种中的基因重组），引导学生分析基因重组在生物育种中的应用和意义。课堂小结：总结基因重组的概念、类型、发生时期和影响，强调基因重组在生物多样性和生物进化中的重要作用。第三课时：染色体变异（一）——染色体结构变异情境导入：通过介绍染色体病的实例（如唐氏综合征），引出染色体变异的概念。概念讲解：详细讲解染色体结构变异的类型（缺失、重复、倒位、易位等）以及对生物体性状的影响。实例分析：选取典型的染色体结构变异案例，引导学生分析染色体结构变异的发生机制、遗传方式以及对个体健康的影响。讨论交流：组织学生讨论染色体结构变异在生物进化中的意义，以及如何利用染色体结构变异进行生物育种。课堂小结：总结染色体结构变异的概念、类型和影响，强调染色体结构变异在生物多样性和生物进化中的重要作用。第四课时：染色体变异（二）——染色体数目变异复习旧知：回顾染色体结构变异的概念和类型，为学习染色体数目变异奠定基础。概念讲解：详细讲解染色体数目变异的类型（整倍体变异、非整倍体变异等）以及对生物体性状的影响。实验观察：利用显微镜观察不同倍性细胞的染色体数目，帮助学生直观理解染色体数目变异的机制。实例分析：选取典型的染色体数目变异案例（如三倍体无籽西瓜的培育），引导学生分析染色体数目变异在生物育种中的应用和意义。课堂小结：总结染色体数目变异的概念、类型和影响，强调染色体数目变异在生物多样性和生物进化中的重要作用。第五课时：人类遗传病的检测与预防情境导入：通过介绍人类遗传病的危害和现状，引出人类遗传病检测与预防的重要性。概念讲解：详细讲解人类遗传病的类型（单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病等）、检测方法（家系分析、遗传咨询、基因检测等）以及预防措施（婚前检查、产前诊断、遗传咨询等）。案例分析：选取典型的人类遗传病案例（如囊性纤维化、血友病等），引导学生分析遗传病的发生机制、遗传方式以及检测和预防方法。讨论交流：组织学生讨论人类遗传病对个体和社会的影响，以及如何在日常生活中预防遗传病的发生。课堂小结：总结人类遗传病的类型、检测方法和预防措施，强调遗传病检测与预防在保障人类健康中的重要作用。课后作业：要求学生收集更多的人类遗传病案例，分析这些遗传病的发生机制、遗传方式以及检测和预防方法，并撰写一篇小论文或报告。通过以上五个课时的教学实施，学生将全面掌握遗传信息的改变这一核心概念，深入理解基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等相关知识，同时培养生物学学科核心素养，为未来的学习和生活打下坚实的基础。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定在《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》中《第5章遗传信息的改变》的教学内容，我们设定以下教学目标，涵盖生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解基因突变、基因重组、染色体变异等遗传信息改变对生物体结构和功能的影响，认识到这些变化是生物进化的重要驱动力。通过具体案例的分析，学生能够阐明这些变异如何通过改变基因或染色体结构，进而影响生物的性状和适应性。进化与适应观：通过分析遗传信息改变在自然选择和人工选择中的作用，学生能够理解生物多样性的形成和维持机制。他们能够认识到遗传变异是生物进化的原材料，自然选择则是这些变异被筛选和保留的过程，共同推动着生物种群的适应和进化。（二）科学思维归纳与概括：学生能够基于实验观察和数据分析，归纳出基因突变、基因重组和染色体变异的类型和特点。例如，通过分析不同类型的基因突变案例，学生能够概括出点突变、移码突变、缺失和重复等突变类型及其对生物体性状的影响。演绎与推理：运用遗传规律，学生能够推理出遗传信息改变对后代性状的影响，预测遗传病的遗传方式和发病率。例如，基于孟德尔遗传定律，学生可以预测特定基因型个体的后代表现型和基因型比例，以及遗传病在家族中的传递方式。模型与建模：通过构建遗传信息改变的数学模型或物理模型，学生能够深入理解遗传信息的传递和变化规律。例如，学生可以制作DNA双螺旋结构模型，模拟基因突变对DNA序列和蛋白质合成的影响；或者利用计算机软件模拟减数分裂过程中基因重组的发生机制。（三）科学探究问题提出：学生能够针对遗传信息改变的相关现象提出有探究价值的问题。例如，学生可以提出“基因突变是如何发生的？”“基因重组对生物进化的意义是什么？”等问题，这些问题将引导他们进行深入的科学探究。方案设计与实施：学生能够设计并实施探究基因突变、基因重组或染色体变异的实验方案，收集并分析数据，得出科学结论。例如，学生可以设计模拟实验探究基因突变对果蝇眼色的影响，或者通过案例分析探讨基因重组和染色体变异的类型及其后果。结果交流：学生能够清晰、准确地表达探究过程和结果，与他人进行交流和讨论，共同解决科学问题。例如，在小组讨论中，学生可以分享自己的实验设计、数据分析和结论，与同伴进行交流和讨论，以进一步完善自己的理解和认知。（四）社会责任健康生活：学生能够了解遗传病对个体健康的影响，掌握遗传病的检测和预防方法，树立健康生活的观念。例如，通过学习人类遗传病的类型和检测方法，学生可以认识到遗传病对个人和家庭的重要性，从而积极参与遗传病的预防和筛查工作。环境保护：学生能够认识到生物多样性的重要性，积极参与生物多样性的保护和恢复工作，为环境保护贡献自己的力量。例如，通过分析遗传信息改变对生物多样性的影响，学生可以认识到保护生物多样性对于维持生态平衡和人类福祉的重要性，从而积极参与相关的环保活动。伦理道德：在生物技术的应用中，学生能够遵守伦理道德原则，尊重生命、关爱他人，不滥用生物技术损害人类利益。例如，在讨论基因编辑技术时，学生可以认识到这项技术虽然具有巨大的潜力，但也需要严格遵守伦理道德原则，避免滥用和误用。二、大情境与大任务创设（一）大情境设计在《第5章遗传信息的改变》的教学中，我们创设了一个以“探索遗传奥秘，守护生命健康”为主题的大情境。这个大情境围绕遗传信息的改变展开，涵盖了基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等多个方面。通过这个大情境的设计，我们可以将抽象的生物学概念与现实生活紧密联系起来，激发学生的学习兴趣和探究欲望。具体来说，我们可以设计以下子情境来支撑这个大情境：基因突变子情境：以人类遗传病（如白化病、色盲等）为实例，引出基因突变的概念和类型。通过介绍这些遗传病的发病机制和遗传方式，学生可以深刻理解基因突变对生物体性状的影响。基因重组子情境：以杂交育种为实例，引出基因重组的概念和类型。通过介绍杂交育种的过程和原理，学生可以了解基因重组在生物育种中的应用和意义。染色体变异子情境：以染色体病（如唐氏综合征）为实例，引出染色体变异的概念和类型。通过介绍染色体病的发病机制和遗传方式，学生可以深刻理解染色体变异对生物体性状的影响。人类遗传病检测与预防子情境：以现代医疗技术为实例，引出人类遗传病的检测和预防方法。通过介绍基因检测和遗传咨询等技术手段，学生可以了解如何有效地预防和筛查遗传病。（二）大任务设计在大情境的基础上，我们设计了以下大任务来贯穿整个教学过程：大任务名称：探索遗传奥秘，守护生命健康——遗传信息改变的综合探究任务目标：深入理解遗传信息改变（包括基因突变、基因重组、染色体变异）的概念、类型和特点。掌握人类遗传病的检测和预防方法，树立健康生活的观念。培养科学探究能力和团队协作能力，提高生物学学科核心素养。任务内容：任务一：遗传信息改变的概念探究子任务1：收集关于基因突变、基因重组和染色体变异的资料，了解它们的基本概念和类型。子任务2：通过小组讨论的形式，分享自己收集到的资料，并尝试归纳和总结这些遗传信息改变的特点。任务二：遗传信息改变的实验探究子任务1：设计并实施模拟实验，探究基因突变对果蝇眼色的影响。通过实验观察和数据分析，归纳出基因突变对生物体性状的影响。子任务2：利用教具或软件模拟减数分裂过程中基因重组的发生机制。通过观察和分析模拟结果，理解基因重组在生物育种中的应用和意义。任务三：人类遗传病的案例分析子任务1：选取典型的遗传病案例（如囊性纤维化、血友病等），分析其发病机制和遗传方式。子任务2：通过小组讨论的形式，探讨这些遗传病的检测和预防方法，并提出自己的见解和建议。任务四：遗传信息改变的综合应用子任务1：结合现代医疗技术，了解人类遗传病的检测和预防手段（如基因检测、遗传咨询等）。子任务2：以小组合作的形式，设计一份关于遗传病预防和筛查的宣传海报或宣传册。通过实践活动，提高学生对遗传病预防和筛查的认识和重视程度。任务五：成果展示与交流子任务1：各小组展示自己在任务三和任务四中的成果（如实验报告、案例分析报告、宣传海报等）。子任务2：通过班级讨论的形式，分享各小组的学习心得和体会。通过交流和讨论，进一步加深对遗传信息改变的理解和认识。任务实施步骤：导入阶段：通过介绍人类遗传病（如白化病、色盲等）的实例，引出遗传信息改变的主题，激发学生的学习兴趣和探究欲望。概念探究阶段：学生收集关于基因突变、基因重组和染色体变异的资料，了解它们的基本概念和类型。通过小组讨论的形式，分享自己收集到的资料，并尝试归纳和总结这些遗传信息改变的特点。实验探究阶段：学生设计并实施模拟实验，探究基因突变对果蝇眼色的影响。利用教具或软件模拟减数分裂过程中基因重组的发生机制。通过实验观察和数据分析，深入理解遗传信息改变对生物体性状的影响。案例分析阶段：学生选取典型的遗传病案例（如囊性纤维化、血友病等），分析其发病机制和遗传方式。通过小组讨论的形式，探讨这些遗传病的检测和预防方法，并提出自己的见解和建议。综合应用阶段：学生结合现代医疗技术，了解人类遗传病的检测和预防手段（如基因检测、遗传咨询等）。以小组合作的形式，设计一份关于遗传病预防和筛查的宣传海报或宣传册。通过实践活动，提高学生对遗传病预防和筛查的认识和重视程度。成果展示与交流阶段：各小组展示自己在任务三和任务四中的成果（如实验报告、案例分析报告、宣传海报等）。通过班级讨论的形式，分享各小组的学习心得和体会。通过交流和讨论，进一步加深对遗传信息改变的理解和认识。三、总结与展望通过创设“探索遗传奥秘，守护生命健康”这一大情境和大任务，我们可以将《第5章遗传信息的改变》的教学内容与现实生活紧密联系起来，激发学生的学习兴趣和探究欲望。通过实施一系列的任务和活动，我们可以培养学生的科学探究能力和团队协作能力，提高他们的生物学学科核心素养。在未来的教学中，我们将继续深化对《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的理解和应用，不断探索和创新教学方法和手段。我们将注重培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养，为他们的全面发展奠定坚实的基础。我们也将积极关注生物学领域的最新进展和热点问题，将最新的科研成果和理念融入到教学中去，不断提高我们的教学质量和水平。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：遗传信息的改变课时设计：第一课时：基因突变主题：基因突变的概念、类型、原因与影响教学活动：情境导入、概念讲解、实验探究、案例分析、课堂小结第二课时：基因重组主题：基因重组的类型、发生时期、机制与应用教学活动：复习旧知、概念讲解、实验模拟、实例分析、课堂小结第三课时：染色体变异（一）——染色体结构变异主题：染色体结构变异的类型、机制与影响教学活动：情境导入、概念讲解、实例分析、讨论交流、课堂小结第四课时：染色体变异（二）——染色体数目变异主题：染色体数目变异的类型、机制与应用教学活动：复习旧知、概念讲解、实验观察、实例分析、课堂小结第五课时：人类遗传病的检测与预防主题：人类遗传病的类型、检测方法、预防措施与伦理考量教学活动：情境导入、概念讲解、案例分析、讨论交流、课堂小结、课后作业（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2019版北师大版高中生物学必修2《遗传与进化》中《第5章遗传信息的改变》的教学内容，本单元的学习目标设定如下：（一）生命观念结构与功能观：理解基因突变、基因重组和染色体变异对生物体结构和功能的影响。认识到遗传信息的改变是生物进化的重要驱动力。进化与适应观：通过分析遗传信息改变在自然选择和人工选择中的作用，理解生物多样性的形成和维持机制。树立进化与适应的生命观念，理解生物体如何通过遗传信息的改变适应环境。（二）科学思维归纳与概括：能够基于实验观察和数据分析，归纳出基因突变、基因重组和染色体变异的类型和特点。总结遗传信息改变对生物体性状和遗传方式的影响。演绎与推理：运用遗传规律，推理出遗传信息改变对后代性状的影响。预测遗传病的遗传方式和发病率，为遗传咨询和疾病预防提供依据。模型与建模：通过构建遗传信息改变的数学模型或物理模型，深入理解遗传信息的传递和变化规律。利用模型解释和预测遗传现象，提高科学思维的能力。（三）科学探究问题提出：能够针对遗传信息改变的相关现象提出有探究价值的问题，如“基因突变是如何发生的？”“基因重组对生物进化的意义是什么？”等。培养对遗传现象的好奇心和求知欲，激发科学探究的兴趣。方案设计与实施：能够设计并实施探究基因突变、基因重组或染色体变异的实验方案。收集并分析数据，得出科学结论，提高实验设计和操作能力。结果交流：能够清晰、准确地表达探究过程和结果，与他人进行交流和讨论。共同解决科学问题，提高团队合作和沟通能力。（四）社会责任健康生活：了解遗传病对个体健康的影响，掌握遗传病的检测和预防方法。树立健康生活的观念，关注个人和家族的健康史，积极参与遗传咨询和疾病预防。环境保护：认识到生物多样性的重要性，积极参与生物多样性的保护和恢复工作。了解人类活动对生物多样性的影响，倡导环保行为，为环境保护贡献自己的力量。伦理道德：在生物技术的应用中，遵守伦理道德原则，尊重生命、关爱他人。不滥用生物技术损害人类利益，积极参与生物技术的伦理讨论和监管。（三）评价任务评价原则：评价应遵循立德树人的指导思想，重视学生爱国主义情操和社会责任感的形成。评价应关注学生对生物学大概念的理解和融会贯通，指向学生生物学学科核心素养的发展。评价应体现导向性和激励性，评价方式应具有多样性，既促进学生核心素养水平的提升，又推动教师教学水平的提高。评价任务设计：课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、合作精神和沟通能力。记录学生在讨论、交流和实验中的表现，评价其科学思维和科学探究能力。作业与测验评价：设计涵盖基因突变、基因重组、染色体变异和人类遗传病检测与预防等内容的作业和测验。通过作业和测验评价学生对生物学大概念的理解和掌握程度，以及科学思维、科学探究和社会责任等方面的素养。实验报告评价：要求学生撰写实验报告，记录实验目的、方法、过程和结果。评价实验报告的科学性、准确性和逻辑性，以及学生的实验设计和操作能力。案例分析评价：选取典型的遗传信息改变和遗传病案例，要求学生进行分析和讨论。评价学生对案例的理解程度、分析能力和解决问题的能力，以及科学思维和社会责任等方面的素养。项目式学习评价：组织学生进行项目式学习，如探究某种遗传病的遗传方式和发病率。评价学生的项目设计、实施和展示过程，以及团队合作和沟通能力。（四）学习过程第一课时：基因突变情境导入：通过介绍人类遗传病（如白化病、色盲等）的实例，引出基因突变的概念。概念讲解：详细讲解基因突变的类型（点突变、移码突变、缺失和重复等）、原因（自然突变、诱发突变等）以及基因突变对生物体性状的影响。实验探究：设计模拟实验，如使用果蝇作为实验材料，观察基因突变对果蝇眼色的影响。案例分析：选取典型的基因突变案例（如镰刀型细胞贫血症），引导学生分析基因突变的发生机制、遗传方式以及对个体健康的影响。课堂小结：总结基因突变的概念、类型、原因和影响，强调基因突变在生物进化中的重要作用。第二课时：基因重组复习旧知：回顾基因突变的概念和类型，为学习基因重组奠定基础。概念讲解：详细讲解基因重组的类型（交叉互换、自由组合等）、发生时期（减数分裂过程中）以及基因重组对生物多样性的影响。实验模拟：利用教具或软件模拟减数分裂过程中基因重组的发生过程。实例分析：选取典型的基因重组案例（如杂交育种中的基因重组），引导学生分析基因重组在生物育种中的应用和意义。课堂小结：总结基因重组的概念、类型、发生时期和影响，强调基因重组在生物多样性和生物进化中的重要作用。第三课时：染色体变异（一）——染色体结构变异情境导入：通过介绍染色体病的实例（如唐氏综合征），引出染色体变异的概念。概念讲解：详细讲解染色体结构变异的类型（缺失、重复、倒位、易位等）以及对生物体性状的影响。实例分析：选取典型的染色体结构变异案例，引导学生分析染色体结构变异的发生机制、遗传方式以及对个体健康的影响。讨论交流：组织学生讨论染色体结构变异在生物进化中的意义，以及如何利用染色体结构变异进行生物育种。课堂小结：总结染色体结构变异的概念、类型和影响，强调染色体结构变异在生物多样性和生物进化中的重要作用。第四课时：染色体变异（二）——染色体数目变异复习旧知：回顾染色体结构变异的概念和类型，为学习染色体数目变异奠定基础。概念讲解：详细讲解染色体数目变异的类型（整倍体变异、非整倍体变异等）以及对生物体性状的影响。实验观察：利用显微镜观察不同倍性细胞的染色体数目，帮助学生直观理解染色体数目变异的机制。实例分析：选取典型的染色体数目变异案例（如三倍体无籽西瓜的培育），引导学生分析染色体数目变异在生物育种中的应用和意义。课堂小结：总结染色体数目变异的概念、类型和影响，强调染色体数目变异在生物多样性和生物进化中的重要作用。第五课时：人类遗传病的检测与预防情境导入：通过介绍人类遗传病的危害和现状，引出人类遗传病检测与预防的重要性。概念讲解：详细讲解人类遗传病的类型（单基因遗传病、多基因遗传病、染色体病等）、检测方法（家系分析、遗传咨询、基因检测等）以及预防措施（婚前检查、产前诊断、遗传咨询等）。案例分析：选取典型的人类遗传病案例（如囊性纤维化、血友病等），引导学生分析遗传病的发生机制、遗传方式以及检测和预防方法。讨论交流：组织学生讨论人类遗传病对个体和社会的影响，以及如何在日常生活中预防遗传病的发生。课堂小结：总结人类遗传病的类型、检测方法和预防措施，强调遗传病检测与预防在保障人类健康中的重要作用。课后作业：要求学生收集更多的人类遗传病案例，分析这些遗传病的发生机制、遗传方式以及检测和预防方法，并撰写一篇小论文或报告。（五）作业与检测作业设计：基因突变作业：分析一种基因突变病例，阐述其发生机制、遗传方式和对个体健康的影响。设计一个模拟实验方案，探究基因突变对生物体性状的影响。基因重组作业：解释基因重组的类型和发生时期，阐述其在生物多样性和生物进化中的作用。分析一个杂交育种案例，说明基因重组在其中的应用和意义。染色体变异作业：描述染色体结构变异和数目变异的类型及其对生物体性状的影响。收集并整理一种染色体变异在生物育种中的应用案例。人类遗传病作业：总结人类遗传病的类型、检测方法和预防措施。分析一种人类遗传病的发生机制、遗传方式和遗传咨询的重要性。检测设计：单元测验：设计涵盖基因突变、基因重组、染色体变异和人类遗传病检测与预防等内容的单元测验。包括选择题、填空题、简答题和案例分析题等多种题型，全面评价学生对生物学大概念的理解和掌握程度。实验报告评价：对学生的实验报告进行评价，包括实验设计、实验过程、实验结果和实验结论等方面。评价学生的实验设计和操作能力，以及科学思维和科学探究能力。（六）学后反思学生反思：知识掌握情况：反思自己在本单元学习中对基因突变、基因重组、染色体变异和人类遗传病检测与预防等概念的理解和掌握情况。总结自己在实验探究和案例分析中的收获和不足。科学思维提升：反思自己在科学思维方面的提升情况，如归纳与概括、演绎与推理、模型与建模等方面的能力。分析自己在科学探究过程中的优点和不足，提出改进措施。社会责任培养：反思自己在社会责任方面的培养情况，如健康生活、环境保护和伦理道德等方面的意识。总结自己在遗传病检测和预防方面的认识和实践情况，提出未来努力的方向。教师反思：教学目标达成情况：反思本单元教学目标的达成情况，评估学生在生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面的素养提升情况。分析教学目标设定是否合理，是否需要调整和优化。教学方法与策略：反思本单元采用的教学方法和策略是否有效，如情境导入、概念讲解、实验探究、案例分析和讨论交流等。总结教学方法和策略的优点和不足，提出改进措施。学业评价实施情况：反思学业评价的实施情况，评估评价方式和评价任务的多样性和有效性。分析学业评价对学生学习的促进作用，提出改进评价方式和评价任务的建议。学生反馈与调整：收集学生的反馈意见，了解学生对本单元教学的满意度和建议。根据学生的反馈意见，调整和优化后续的教学设计和教学方法，提高教学效果和学生的学习体验。通过本次单元学历案的设计和实施，旨在引导学生深入理解基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等核心概念，培养学生的生物学学科核心素养。通过多样化的教学活动和评价方式，激发学生的学习兴趣和积极性，提高其科学思维、科学探究和社会责任等方面的素养。十三、学科实践与跨学科学习设计一、引言在《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》中的《第5章遗传信息的改变》这一教学内容，本设计旨在通过学科实践与跨学科学习的方式，全面培养学生的生物学学科核心素养，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。本节内容涵盖基因突变、基因重组、染色体变异以及人类遗传病的检测和预防等核心概念，通过多样化的实践活动和跨学科学习，使学生能够深入理解遗传信息改变的本质及其对生物多样性和人类健康的影响。二、教学目标（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解基因突变、基因重组和染色体变异对生物体结构和功能的影响，认识到遗传信息的改变是生物进化的重要驱动力。进化与适应观：通过分析遗传信息改变在自然选择和人工选择中的作用，学生能够理解生物多样性的形成和维持机制，树立进化与适应的生命观念。（二）科学思维归纳与概括：学生能够基于实验观察和数据分析，归纳出基因突变、基因重组和染色体变异的类型和特点。演绎与推理：运用遗传规律，学生能够推理出遗传信息改变对后代性状的影响，预测遗传病的遗传方式和发病率。模型与建模：通过构建遗传信息改变的数学模型或物理模型，学生能够深入理解遗传信息的传递和变化规律。（三）科学探究问题提出：学生能够针对遗传信息改变的相关现象提出有探究价值的问题，如“基因突变是如何发生的？”“基因重组对生物进化的意义是什么？”等。方案设计与实施：学生能够设计并实施探究基因突变、基因重组或染色体变异的实验方案，收集并分析数据，得出科学结论。结果交流：学生能够清晰、准确地表达探究过程和结果，与他人进行交流和讨论，共同解决科学问题。（四）社会责任健康生活：学生能够了解遗传病对个体健康的影响，掌握遗传病的检测和预防方法，树立健康生活的观念。环境保护：学生能够认识到生物多样性的重要性，积极参与生物多样性的保护和恢复工作，为环境保护贡献自己的力量。伦理道德：在生物技术的应用中，学生能够遵守伦理道德原则，尊重生命、关爱他人，不滥用生物技术损害人类利益。三、学习目标（一）针对生命观念学生能够通过案例分析，理解基因突变如何导致生物体性状的改变，以及这种改变对生物适应环境的影响。