2019版 沪科教版 高中生物学 必修2 遗传与进化《第二章 有性生殖中的染色体变化》大单元整体教学设计2020课标

版沪科教版高中生物学必修2遗传与进化《第二章有性生殖中的染色体变化》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《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》指出，生物学是自然科学中的一门基础学科，其研究内容涵盖生命现象和生命活动规律。必修2《遗传与进化》模块是高中生物学的核心内容之一，旨在帮助学生理解遗传信息的传递和变化规律，以及生物进化的过程和机制。本大单元的教学内容聚焦于第二章《有性生殖中的染色体变化》，具体包括探索生殖细胞形成中染色体数量的变化（第一节减数分裂产生染色体数量减半的生殖细胞，分为精细胞的形成过程和卵细胞的形成过程）和有性生殖中遗传信息通过配子传递给子代（第二节受精作用形成合子，以及受精过程中染色体的变化）。探索生殖细胞形成中染色体数量的变化精细胞的形成过程：通过学习减数分裂的过程，理解精原细胞如何通过两次连续的细胞分裂（减数第一次分裂和减数第二次分裂）形成染色体数量减半的精细胞。重点讲解减数分裂前期联会现象、四分体的形成、同源染色体的分离和非同源染色体的自由组合，以及减数第二次分裂中姐妹染色单体的分离。卵细胞的形成过程：与精细胞形成过程类似，卵细胞的形成也涉及减数分裂，但初级卵母细胞在减数第一次分裂后期会发生不均等分裂，形成一个大的次级卵母细胞和一个小的极体，次级卵母细胞在减数第二次分裂后再次不均等分裂，形成一个大的卵细胞和两个小的极体。有性生殖中遗传信息通过配子传递给子代受精作用形成合子：讲解精子和卵细胞结合形成受精卵的过程，包括精子识别卵细胞、精子头部进入卵细胞、精核与卵核融合等步骤。理解受精作用的意义，即实现遗传信息的重组，增加后代的遗传多样性。受精过程中染色体的变化：分析受精后受精卵中染色体的来源和数量，理解受精卵中染色体数量恢复到与亲代体细胞相同的原因。通过模型建构，直观展示受精过程中染色体的行为变化。（二）单元内容分析本单元的教学内容具有高度的抽象性和逻辑性，涉及细胞生物学、遗传学和生殖生物学的多个核心概念。减数分裂和受精作用是生物学中的两个重要过程，它们共同维持了物种遗传物质的稳定性和多样性。减数分裂过程中染色体的行为变化是理解遗传信息传递的关键，而受精作用则是实现遗传信息重组的重要途径。核心概念分析减数分裂：减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式，其特点是在分裂过程中染色体只复制一次，而细胞连续分裂两次，导致形成的生殖细胞中染色体数量减半。减数分裂保证了有性生殖过程中遗传信息的稳定性和多样性。受精作用：受精作用是精子和卵细胞结合形成受精卵的过程，它实现了遗传信息的重组和遗传物质的传递。受精过程中，精子和卵细胞各提供一半的染色体，形成具有完整染色体组的受精卵。知识关联分析与分子与细胞模块的关系：本单元的教学内容与必修1《分子与细胞》模块中的细胞结构和功能、细胞分裂等知识紧密相关。减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式，其基础是细胞的有丝分裂。与稳态与调节模块的关系：虽然本单元主要关注遗传信息的传递和变化，但生殖细胞的形成和受精作用也是生物体稳态调节的一部分。生殖细胞的正常形成和受精作用的顺利进行，对于维持物种的繁衍和遗传多样性具有重要意义。（三）单元内容整合为了使学生更好地理解和掌握本单元的教学内容，需要将减数分裂和受精作用两个过程有机整合起来，形成一个完整的有性生殖过程。还需要将理论知识与实验观察、模型建构等实践活动相结合，提高学生的实践能力和科学素养。知识整合减数分裂与受精作用的整合：通过对比减数分裂和受精作用过程中染色体的行为变化，理解遗传信息在有性生殖中的传递规律。强调减数分裂过程中染色体的减半和受精过程中染色体的恢复，以及这两个过程对于维持物种遗传稳定性的重要性。理论知识与实践活动的整合：结合实验观察和模型建构等实践活动，加深学生对减数分裂和受精作用过程的理解。例如，通过制作染色体模型、模拟减数分裂和受精作用过程等活动，提高学生的动手能力和科学探究能力。教学方法整合讲授法与讨论法相结合：在讲授理论知识的同时，组织学生开展小组讨论和交流活动，促进学生的思考和互动。通过提问和讨论的方式，激发学生的学习兴趣和探究欲望。直观教学法与探究教学法相结合：利用多媒体教学资源（如动画、视频等）直观展示减数分裂和受精作用过程，同时组织学生开展实验观察和模型建构等探究活动，提高学生的观察能力和实践能力。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根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，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四个方面。（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，应重点培养学生的以下生命观念：结构与功能观教学内容：通过讲解细胞结构和功能的关系、染色体在细胞分裂中的作用等内容，帮助学生理解生物体的结构与功能相适应的观念。教学活动：组织学生观察不同细胞的显微结构、制作细胞模型等活动，加深对细胞结构和功能的理解。进化与适应观教学内容：通过讲解生物进化的过程和机制、自然选择学说等内容，帮助学生理解生物体的多样性和适应性是长期进化的结果。教学活动：引导学生分析不同生物体的适应特征、模拟自然选择过程等活动，加深对生物进化和适应的理解。物质与能量观教学内容：通过讲解细胞代谢、能量转换等内容，帮助学生理解生物体在生命活动中物质和能量的变化规律。教学活动：组织学生探究细胞呼吸和光合作用的过程、测量不同条件下的呼吸速率等活动，加深对物质和能量观的理解。（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，应重点培养学生的以下科学思维：归纳与概括教学内容：通过讲解减数分裂和受精作用的过程、遗传信息的传递规律等内容，引导学生从具体现象中归纳出一般规律。教学活动：组织学生观察不同生物体的生殖细胞形成过程、总结减数分裂和受精作用的共同特征等活动，培养学生的归纳与概括能力。演绎与推理教学内容：通过讲解遗传信息的传递和变化规律、基因分离定律和自由组合定律等内容，引导学生运用演绎推理的方法解决实际问题。教学活动：设计遗传问题的案例分析、引导学生进行遗传推理等活动，培养学生的演绎与推理能力。模型与建模教学内容：通过讲解模型在生物学研究中的应用、制作染色体模型等内容，引导学生运用模型的方法解释生物学现象。教学活动：组织学生制作细胞分裂模型、模拟减数分裂和受精作用过程等活动，培养学生的模型与建模能力。（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，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，应重点培养学生的以下科学探究能力：观察与提问教学内容：通过观察不同生物体的生殖细胞形成过程、分析减数分裂和受精作用的现象等内容，引导学生发现并提出生物学问题。教学活动：组织学生观察不同生物体的生殖细胞、引导学生提出并讨论生物学问题等活动，培养学生的观察与提问能力。实验设计与实施教学内容：通过讲解实验设计的基本原则、实施实验方案的方法等内容，引导学生设计并实施生物学实验。教学活动：组织学生设计并实施探究减数分裂和受精作用的实验、分析实验结果等活动，培养学生的实验设计与实施能力。结果交流与讨论教学内容：通过讲解实验结果的分析方法、撰写实验报告的要求等内容，引导学生对实验结果进行交流和讨论。教学活动：组织学生撰写并交流实验报告、对实验结果进行讨论和评价等活动，培养学生的结果交流与讨论能力。（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，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。在本单元的教学中，应重点培养学生的以下社会责任：参与社会议题的讨论教学内容：通过讲解遗传病的预防与治疗、人类辅助生殖技术等内容，引导学生参与社会议题的讨论。教学活动：组织学生讨论遗传病对社会的影响、探讨人类辅助生殖技术的伦理问题等活动，培养学生的参与社会议题讨论的能力。作出理性解释和判断教学内容：通过讲解科学证据的重要性、逻辑推理的方法等内容，引导学生运用科学证据和逻辑推理作出理性解释和判断。教学活动：设计科学争议案例分析、引导学生运用科学证据和逻辑推理解决问题等活动，培养学生的理性解释和判断能力。解决生产生活问题教学内容：通过讲解生物学知识在农业生产、医疗健康等领域的应用等内容，引导学生运用生物学知识解决生产生活问题。教学活动：组织学生开展生物学实践活动（如农业生物技术实验、健康生活方式调查等）、引导学生运用生物学知识解决实际问题等活动，培养学生的解决生产生活问题的能力。学情分析（一）已知内容分析基础生物学知识：学生在进入高中阶段之前，通过初中阶段的学习，已经对生物学的基础知识有了一定的了解。他们掌握了细胞的基本结构，如细胞膜、细胞质、细胞核等，以及细胞分裂的基本概念，如有丝分裂的过程和意义。这些知识为学习有性生殖中的染色体变化奠定了坚实的基础。染色体与遗传物质：在初中生物课程中，学生已经了解到染色体是遗传物质的主要载体，携带着遗传信息。他们知道DNA是染色体的主要成分，并且DNA上的基因控制着生物的性状。学生还学习了基因在亲子代之间的传递方式，包括通过生殖细胞（精子和卵细胞）的遗传。有性生殖的初步概念：学生已经了解有性生殖是生物繁殖的一种重要方式，涉及雌雄生殖细胞的结合，形成受精卵，进而发育成新个体。对于有性生殖过程中染色体数量如何变化，以及这种变化如何影响遗传信息的传递，学生可能还缺乏深入的理解。科学探究的基本方法：通过初中的科学课程，学生已经掌握了一些基本的科学探究方法，如观察、实验、推理和验证等。这些技能将有助于他们在本单元的学习中，通过模型建构、观察减数分裂过程等活动，深入理解有性生殖中染色体数量的变化。（二）新知内容分析减数分裂的过程与意义：学生将首次深入学习减数分裂的过程，包括减数第一次分裂和减数第二次分裂的各个阶段。他们将理解同源染色体的联会、交叉互换、分离以及非同源染色体的自由组合等现象。更重要的是，学生将认识到减数分裂是生殖细胞形成过程中染色体数量减半的关键机制，这对于维持物种遗传物质的稳定性和多样性具有重要意义。受精作用与遗传信息的传递：学生将学习受精作用的过程，包括精子与卵细胞的识别、结合以及受精卵的形成。他们将理解在受精过程中，来自父方和母方的染色体如何重新组合，形成具有双倍染色体数量的受精卵。学生将认识到受精作用是遗传信息从亲代传递给子代的重要途径，对于生物的繁殖和进化具有至关重要的作用。染色体变异与遗传多样性：学生将了解染色体变异的概念和类型，包括染色体结构的变异（如缺失、重复、倒位和易位）和染色体数目的变异（如整倍体和非整倍体）。他们将认识到染色体变异是生物进化的重要驱动力之一，为生物种群的多样性和适应性提供了物质基础。模型建构与科学思维：在本单元的学习中，学生将通过模型建构活动，如使用橡皮泥或卡片模拟减数分裂和受精过程中的染色体变化，来加深对生物学概念的理解。他们将学会运用科学思维方法，如归纳与概括、演绎与推理等，来分析和解决生物学问题。（三）学生学习能力分析抽象思维能力：高中学生已经具备了一定的抽象思维能力，能够理解和运用生物学中的抽象概念，如染色体、基因、遗传物质等。这将有助于他们深入理解减数分裂和受精作用的复杂过程，以及这些过程对遗传信息传递的影响。观察与实验能力：通过初中的科学课程，学生已经掌握了一些基本的观察与实验技能。在本单元的学习中，他们将有机会运用这些技能来观察减数分裂和受精作用的实验现象，收集数据，并进行分析和解释。逻辑推理能力：高中学生已经具备了一定的逻辑推理能力，能够运用所学知识进行推理和判断。在本单元的学习中，他们将运用这种能力来分析减数分裂和受精作用中的染色体数量变化，以及这种变化对遗传信息传递的影响。合作与交流能力：高中学生已经具备了一定的合作与交流能力，能够与他人进行有效的沟通和协作。在本单元的学习中，他们将有机会参与小组合作学习活动，共同完成任务，分享学习成果，并相互评价和反馈。（四）学习障碍突破策略直观教学手段的运用：针对减数分裂和受精作用过程的抽象性，教师可以采用直观教学手段，如动画演示、模型建构等，来帮助学生理解这些过程。通过观察和操作模型，学生可以更直观地感受到染色体在减数分裂和受精作用中的变化，从而加深对相关概念的理解。分层次教学：针对学生的学习能力和兴趣差异，教师可以采用分层次教学策略。对于基础较弱的学生，教师可以重点讲解减数分裂和受精作用的基本概念和过程；对于基础较好的学生，教师可以引导他们深入探讨染色体变异和遗传多样性的相关问题。教师还可以设计不同难度的学习任务和挑战性问题，以满足不同层次学生的需求。小组合作学习：小组合作学习可以促进学生之间的交流与协作，帮助他们共同解决问题。教师可以将学生分成小组，让他们一起完成模型建构、实验观察等任务。在小组合作中，学生可以相互讨论、分享见解和经验，从而加深对相关概念的理解。小组合作学习还可以培养学生的团队意识和沟通能力。强化实践环节：实践环节是巩固理论知识、提高实践能力的重要途径。教师可以设计一系列实践活动，如观察减数分裂实验现象、制作染色体模型等，让学生在实践中加深对相关概念的理解。教师还可以引导学生将所学知识应用于实际问题的解决中，如分析遗传疾病的发生机制、探讨生物多样性保护策略等，从而提高学生的实践能力和创新能力。及时反馈与评价：及时反馈与评价是帮助学生发现问题、改进学习的重要手段。教师可以通过课堂提问、作业批改、测试等方式，及时了解学生的学习情况和掌握程度。对于学生在学习中遇到的问题和困难，教师应及时给予指导和帮助；对于学生的学习成果和进步，教师应及时给予肯定和鼓励。通过及时反馈与评价，教师可以帮助学生树立信心、激发兴趣，从而提高他们的学习效果和成绩。通过深入分析学生的已知内容、新知内容、学习能力和学习障碍，教师可以采取有针对性的教学策略和方法，帮助学生更好地理解和掌握有性生殖中染色体数量的变化及其意义。这将有助于培养学生的生物学素养和科学思维能力，为他们的未来发展奠定坚实的基础。四、大主题或大概念设计本单元的大主题设计为“探索生命传承的奥秘：理解有性生殖中的染色体变化与遗传信息传递”。这一主题旨在通过深入剖析有性生殖过程中染色体的变化规律，以及遗传信息如何通过配子从亲代传递到子代，帮助学生构建关于生命传承的完整概念框架。通过本单元的学习，学生将理解减数分裂和受精作用在生物遗传中的核心作用，以及这些过程如何保证物种遗传物质的稳定性和多样性。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念学生能够理解生命的延续性和稳定性，认识到染色体是遗传信息的主要载体，通过减数分裂和受精作用，遗传信息得以在亲代与子代之间准确传递。学生能够形成结构与功能相适应的生命观念，理解减数分裂过程中染色体的行为变化（如联会、分离、自由组合等）对于保证遗传物质稳定性和多样性的重要意义。学生能够从生命观念的视角出发，解释有性生殖过程中染色体数量变化的原因和规律，以及这种变化对生物繁殖和进化的影响。（二）科学思维学生能够运用归纳与概括、演绎与推理等科学方法，分析减数分裂和受精作用过程中的染色体行为变化，形成对生命现象的科学解释。学生能够基于生物学事实和证据，运用模型与建模的科学思维方法，构建并阐释减数分裂和受精作用的过程模型，加深对生命现象的理解。学生能够通过批判性思维和创造性思维，对有性生殖过程中的遗传信息传递机制提出质疑和假设，并通过实验和观察进行验证。（三）科学探究学生能够针对有性生殖过程中的染色体变化提出探究性问题，设计并实施实验方案，观察并记录实验现象和数据。学生能够运用科学探究的基本思路和方法，分析实验数据，得出科学结论，并撰写实验报告与他人进行交流。学生能够在科学探究过程中体验团队合作的重要性，学会与他人共同设计实验、收集数据、分析结果和撰写报告。（四）社会责任学生能够基于生物学知识，理解有性生殖和遗传信息传递在农业生产、医学遗传咨询等领域的应用价值，形成运用生物学知识服务社会的意识和能力。学生能够关注生殖健康、遗传疾病等社会议题，运用所学的生物学知识参与讨论并作出理性判断，提高社会责任感。学生能够积极参与生物科学普及活动，向他人宣传有性生殖和遗传信息传递的科学知识，提高公众的科学素养。六、大单元教学重点减数分裂过程的理解：重点讲解减数分裂的两次分裂过程（减数第一次分裂和减数第二次分裂），特别是同源染色体的联会、分离和非同源染色体的自由组合等关键步骤。通过模型建构和实验观察，帮助学生直观理解减数分裂过程中染色体的行为变化。受精作用的理解：详细阐述受精作用的过程，包括精子和卵细胞的识别、结合以及受精卵的形成。通过模拟实验和动画演示，帮助学生理解受精过程中染色体的变化，以及遗传信息如何从亲代传递到子代。遗传信息稳定性的维持：分析减数分裂和受精作用如何保证物种遗传物质的稳定性。通过讨论染色体变异和基因突变对遗传信息稳定性的影响，帮助学生理解生命现象的复杂性和多样性。科学探究能力的培养：通过设计并实施关于减数分裂和受精作用的探究性实验，培养学生的科学探究能力。引导学生提出问题、设计实验方案、收集和分析数据、得出结论并撰写实验报告。七、大单元教学难点减数分裂过程中染色体行为的复杂性：减数分裂过程中染色体的行为变化涉及多个步骤和复杂机制，如同源染色体的联会、交叉互换、分离以及非同源染色体的自由组合等。学生需要理解这些步骤之间的内在联系和相互作用，才能全面掌握减数分裂的过程。受精作用中染色体变化的抽象性：受精作用是一个涉及精子和卵细胞识别、结合以及遗传信息重新组合的复杂过程。学生需要通过模拟实验和动画演示等直观手段，才能深入理解受精过程中染色体的变化。遗传信息稳定性与多样性的平衡：学生需要理解减数分裂和受精作用如何在保证遗传物质稳定性的同时，通过染色体变异和基因突变等方式引入多样性。这要求学生具备较高的抽象思维能力和综合运用生物学知识的能力。科学探究能力的培养：科学探究能力的培养需要学生具备提出问题、设计实验方案、收集和分析数据、得出结论并撰写实验报告等多方面的能力。这些能力的培养需要教师在教学过程中给予充分的指导和支持，同时需要学生积极参与和主动探索。针对以上教学难点，教师可以采取以下措施：利用多媒体教学手段：通过动画演示、视频讲解和模拟实验等多媒体教学手段，帮助学生直观理解减数分裂和受精作用的过程，降低学习难度。设计探究性实验：通过设计并实施关于减数分裂和受精作用的探究性实验，引导学生积极参与科学探究过程，培养科学探究能力。组织小组讨论和合作学习：通过组织小组讨论和合作学习活动，促进学生之间的交流与合作，共同解决学习过程中的疑难问题。加强课后辅导和作业反馈：针对学生在学习过程中遇到的难点问题，教师应加强课后辅导和作业反馈，及时解答学生的疑问，帮助学生巩固所学知识。通过以上措施的实施，教师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版沪科教版高中生物学必修2《遗传与进化》中的《第二章有性生殖中的染色体变化》教学内容，本大单元的整体教学思路旨在通过一系列精心设计的教学活动，引导学生深入理解有性生殖过程中染色体的变化规律，掌握减数分裂和受精作用的基本原理，进而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。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《第二章有性生殖中的染色体变化》的教学内容，本大单元的教学目标设定涵盖以下几个方面：（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解细胞结构和功能之间的关系，特别是染色体在有性生殖过程中的结构和功能变化。进化与适应观：学生能够认识到减数分裂和受精作用在生物进化中的重要意义，理解这些过程如何促进生物的遗传多样性和适应性。稳态与平衡观：学生能够理解在有性生殖过程中，生物体如何通过减数分裂和受精作用维持遗传物质的稳态和平衡。物质与能量观：学生能够理解在有性生殖过程中，遗传物质的复制、分配和传递过程中涉及的物质和能量变化。（二）科学思维归纳与概括：学生能够通过观察和分析减数分裂和受精作用的过程，归纳出染色体数量变化的规律。演绎与推理：学生能够根据减数分裂和受精作用的基本原理，推理出配子和受精卵中染色体的组成和数量。模型与建模：学生能够利用橡皮泥、卡片等材料构建减数分裂和受精作用的模型，通过模型来理解和解释生物学现象。批判性思维：学生能够批判性地分析不同的假设和观点，形成自己的科学见解。创造性思维：学生能够提出新的假设和观点，设计实验来验证自己的假设，展现创造性思维。（三）科学探究问题发现：学生能够根据生活经验和所学知识，提出与有性生殖中染色体变化相关的问题。实验设计：学生能够设计实验来探究减数分裂和受精作用的过程，包括实验目的、材料、步骤和预期结果等。数据收集与分析：学生能够收集实验数据，运用统计学方法进行分析，得出实验结论。结果交流：学生能够以口头或书面的形式，清晰地表达自己的实验过程和结果，与他人进行交流。（四）社会责任健康生活：学生能够理解有性生殖过程中遗传物质的变化对人类健康的影响，形成健康的生活方式和生育观念。环保意识：学生能够认识到生物多样性的重要性，理解有性生殖过程中遗传物质的多样性对生物进化的意义，从而形成环保意识。伦理道德：学生能够理解生殖医学中的伦理问题，如试管婴儿技术中的伦理争议，形成正确的伦理道德观念。参与社会议题：学生能够关注与有性生殖相关的社会议题，如不孕不育问题的解决方案，形成参与社会议题讨论的意识。三、教学内容分析《第二章有性生殖中的染色体变化》主要包括以下两部分内容：减数分裂产生染色体数量减半的生殖细胞精细胞的形成过程：包括精原细胞的间期复制、减数第一次分裂（联会、四分体形成、同源染色体分离等）和减数第二次分裂（姐妹染色单体分离）等过程。卵细胞的形成过程：与精细胞形成过程类似，但初级卵母细胞在减数第一次分裂后期发生不均等分裂，形成一个大的次级卵母细胞和一个小的极体。有性生殖中遗传信息通过配子传递给子代受精作用形成合子：包括精子与卵细胞的识别、结合以及受精卵的形成等过程。受精过程中染色体的变化：受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞，从而维持了物种遗传物质的稳定。四、学情分析学生已有的知识基础：学生在初中阶段已经学习了细胞的基本结构和功能，了解了有丝分裂的过程，对有性生殖有了初步的认识。学生的认知特点：高中学生已经具备了一定的抽象思维能力，能够通过观察和实验来探究生物学现象，但对于复杂的生物学过程，如减数分裂和受精作用，还需要通过直观的教学手段和实践活动来加深理解。学生的学习兴趣：有性生殖是生物学中的一个重要而有趣的话题，学生对其具有较高的学习兴趣，但也需要教师通过多样化的教学手段来激发学生的学习兴趣和积极性。五、大单元教学重点减数分裂的过程和原理：包括减数分裂的间期、前期、中期、后期和末期等各个阶段的特点和变化规律。受精作用的过程和原理：包括精子与卵细胞的识别、结合以及受精卵的形成等过程，以及受精过程中染色体的变化规律。生物学学科核心素养的培养：通过教学活动，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。六、大单元教学难点减数分裂过程中染色体的行为变化：减数分裂是一个复杂而精细的过程，染色体在分裂过程中的行为变化涉及多个阶段和多种机制，学生需要通过观察和实验来加深理解。受精作用中染色体的重新组合：受精作用中，来自精子和卵细胞的染色体重新组合形成受精卵的染色体组，学生需要理解这一过程中的遗传物质传递和变化规律。生物学学科核心素养的培养：生物学学科核心素养的培养需要学生具备一定的抽象思维能力和实践能力，需要通过长期的教学活动和实践活动来逐步培养。七、大单元整体教学思路（一）导入新课通过展示生物繁殖的图片或视频，引导学生思考生物是如何通过有性生殖来繁衍后代的，从而引出本节课的主题——有性生殖中的染色体变化。（二）讲授新课减数分裂产生染色体数量减半的生殖细胞精细胞的形成过程间期复制：讲解精原细胞在间期进行DNA复制的过程，为减数分裂做准备。减数第一次分裂：通过动画或视频展示减数第一次分裂的过程，包括联会、四分体形成、同源染色体分离等关键步骤，并引导学生观察和分析染色体数量和行为的变化。减数第二次分裂：继续展示减数第二次分裂的过程，包括姐妹染色单体分离和细胞质分裂等步骤，并强调减数分裂的结果是形成染色体数量减半的精细胞。卵细胞的形成过程间期复制和减数第一次分裂：卵细胞的形成过程与精细胞类似，但初级卵母细胞在减数第一次分裂后期发生不均等分裂，形成一个大的次级卵母细胞和一个小的极体。减数第二次分裂：次级卵母细胞在减数第二次分裂过程中形成卵细胞和另一个极体，而先前的极体则均等分裂为两个极体，最终退化消失。有性生殖中遗传信息通过配子传递给子代受精作用形成合子精子与卵细胞的识别与结合：讲解精子如何识别卵细胞并进行结合的过程，包括精子的头部进入卵细胞、尾部断裂以及卵细胞的生理反应等步骤。受精卵的形成：精核与卵核融合形成受精卵，受精卵中的染色体一半来自精子，一半来自卵细胞。受精过程中染色体的变化染色体的重新组合：引导学生理解受精卵中的染色体是如何通过精子和卵细胞的结合而重新组合的，从而维持了物种遗传物质的稳定。遗传信息的传递：讲解受精卵中的遗传信息如何通过细胞分裂和分化传递给子代细胞，进而形成新的个体。（三）实践活动模拟减数分裂过程中染色体的变化活动目的：通过模拟减数分裂过程中染色体的变化，加深学生对减数分裂过程的理解。活动材料：彩色橡皮泥、大头针、A3纸等。活动步骤：制作染色体模型：用不同颜色的橡皮泥制作染色体模型，代表来自父方和母方的同源染色体。模拟减数分裂过程：在A3纸上画出细胞轮廓和纺锤体等结构，将染色体模型放入其中，模拟减数分裂过程中染色体的行为变化。观察和分析：引导学生观察和分析模拟过程中染色体数量和行为的变化，并与实际的减数分裂过程进行对比。观察减数分裂固定装片活动目的：通过观察减数分裂固定装片，进一步验证和加深学生对减数分裂过程的理解。活动材料：减数分裂固定装片、显微镜等。活动步骤：准备显微镜：调整显微镜的倍数和光源等参数，确保能够清晰地观察到装片中的细胞结构。观察装片：将减数分裂固定装片放在显微镜下观察，注意寻找处于不同分裂阶段的细胞，并观察染色体的数量和行为变化。记录和分析：记录观察到的细胞分裂阶段和染色体变化情况，并与模拟实验的结果进行对比和分析。（四）课堂讨论讨论减数分裂和受精作用的意义引导学生思考：减数分裂和受精作用在生物进化、遗传多样性和适应性等方面有什么重要意义？小组讨论：将学生分成小组进行讨论和交流，每个小组选出一名代表进行汇报。教师总结：总结学生的讨论结果，强调减数分裂和受精作用在生物进化和遗传多样性中的重要作用。讨论生物学学科核心素养的培养引导学生思考：在本节课的学习过程中，我们如何培养生物学学科核心素养？个人反思：要求学生结合自己的学习体验进行反思和总结，并撰写一篇学习心得。全班分享：选取几篇具有代表性的学习心得进行全班分享和交流。（五）巩固练习选择题和填空题：设计一些与减数分裂和受精作用相关的选择题和填空题，帮助学生巩固所学知识。简答题：设计一些简答题来考察学生对减数分裂和受精作用过程的理解和应用能力。案例分析：选取一些与有性生殖相关的案例分析题，引导学生运用所学知识进行分析和解决问题。（六）作业布置观察记录：要求学生观察身边的动植物繁殖现象，并记录观察结果和心得体会。查阅资料：要求学生查阅相关资料了解辅助生殖技术的发展和应用情况，并撰写一篇小论文或报告。预习新课：要求学生预习下一节课的内容，为新课的学习做好准备。（七）总结反思教师总结：对本节课的教学内容进行总结回顾，强调重点和难点内容。学生反思：引导学生反思自己的学习过程和学习效果，提出改进意见和建议。教学改进：根据学生的学习反馈和反思结果对教学方法和手段进行改进和优化。八、学业评价（一）评价原则全面性原则：评价应涵盖学生在知识掌握、能力培养和情感态度价值观等方面的表现。过程性原则：评价应注重学生在学习过程中的表现和进步情况，而不仅仅是最终的学习结果。主体性原则：评价应以学生为主体，鼓励学生积极参与评价过程并表达自己的观点和意见。发展性原则：评价应关注学生的全面发展情况，为学生的学习和发展提供有针对性的指导和建议。（二）评价内容生命观念：评价学生对细胞结构和功能关系的理解程度；对减数分裂和受精作用在生物进化中意义的认识程度等。科学思维：评价学生运用归纳与概括、演绎与推理等方法解决生物学问题的能力；运用模型与建模等方法理解和解释生物学现象的能力等。科学探究：评价学生提出生物学问题的能力；设计实验方案和进行实验操作的能力；收集和分析实验数据并得出结论的能力等。社会责任：评价学生对健康生活、环保意识、伦理道德等方面的认识和态度；参与社会议题讨论和实践活动的能力等。（三）评价方式课堂观察：通过观察学生在课堂上的表现来评价他们的学习情况和能力水平。作业评价：通过批改学生的作业来评价他们对知识的掌握程度和应用能力。实验报告：通过评价学生的实验报告来考察他们的实验设计、实验操作、数据分析和结论得出等方面的能力。小组讨论：通过评价学生在小组讨论中的表现和贡献来考察他们的团队合作能力和交流能力。期末考试：通过期末考试来全面评价学生对本单元知识的掌握程度和应用能力。通过以上教学思路和评价方式，我们可以全面而深入地开展《第二章有性生殖中的染色体变化》的教学工作，帮助学生深入理解有性生殖过程中染色体的变化规律，掌握减数分裂和受精作用的基本原理，进而培养他们的生物学学科核心素养。九、学业评价一、引言学业评价是教学过程中不可或缺的一环，它不仅能够反馈学生的学习成效，还能指导教师调整教学策略，优化教学设计。根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，学业评价应围绕高中生物学学科核心素养展开，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。本教学设计的学业评价部分，将针对沪科教版高中生物学必修2《遗传与进化》中《第二章有性生殖中的染色体变化》的教学内容，设定具体的教学目标、学习目标和评价目标。二、教学目标设定（一）生命观念理解生命活动的物质基础和结构基础：学生能够理解染色体作为遗传物质的主要载体，在有性生殖过程中通过减数分裂和受精作用实现遗传信息的稳定传递。理解生命系统的稳态与平衡：学生能够认识到有性生殖过程中染色体数量的恒定性是维持物种遗传稳定性的重要机制。理解生命进化的历程与机制：学生能够理解减数分裂过程中同源染色体的联会、交叉互换等现象对生物遗传多样性和适应性的贡献。（二）科学思维培养归纳与概括的能力：学生能够通过观察和分析减数分裂和受精作用过程中染色体的行为变化，归纳出染色体数量减半和恢复的原理。培养演绎与推理的能力：学生能够基于染色体复制和细胞分裂的基本原理，演绎推理出精子和卵细胞形成过程中染色体数量的变化规律。培养模型与建模的能力：学生能够通过模型建构（如橡皮泥模型、染色体模型等）来模拟减数分裂和受精作用过程中染色体的行为变化，加深对生命现象的理解。（三）科学探究培养观察与提问的能力：学生能够细致观察减数分裂和受精作用的实验现象，提出有针对性的问题，如“为什么减数分裂过程中染色体只复制一次而细胞分裂两次？”等。培养实验设计与操作的能力：学生能够设计并实施探究减数分裂和受精作用过程中染色体数量变化的实验方案，掌握实验的基本操作技能。培养数据收集与分析的能力：学生能够收集实验数据，运用统计学方法对数据进行分析，得出科学结论。培养交流与合作的能力：学生能够与小组成员合作完成实验任务，共同讨论和分析实验结果，撰写实验报告，并进行交流和展示。（四）社会责任培养关注社会议题的能力：学生能够关注生殖医学领域的相关议题，如试管婴儿技术、遗传病筛查等，理解生物学知识在社会生活中的应用。培养参与社会决策的能力：学生能够基于生物学知识，对生殖健康、遗传咨询等社会议题发表个人见解，参与社会决策的讨论。培养宣传生物学知识的能力：学生能够运用所学知识，向家人、朋友和社区成员宣传生殖健康、遗传病预防等方面的知识，提高公众的科学素养。三、学习目标设定（一）生命观念学生能够描述染色体在有性生殖过程中的行为变化，理解减数分裂和受精作用对维持物种遗传稳定性的重要性。学生能够举例说明同源染色体联会、交叉互换等现象对生物遗传多样性和适应性的贡献。（二）科学思维学生能够通过观察和分析减数分裂和受精作用的实验现象，归纳出染色体数量减半和恢复的原理，并能用文字或图示的方式正确表达。学生能够基于染色体复制和细胞分裂的基本原理，演绎推理出精子和卵细胞形成过程中染色体数量的变化规律，并能用科学语言进行解释和说明。学生能够运用模型建构的方法，模拟减数分裂和受精作用过程中染色体的行为变化，加深对生命现象的理解，并能用模型来解释相关的生物学现象。（三）科学探究学生能够细致观察减数分裂和受精作用的实验现象，提出有针对性的问题，并设计实验方案进行探究。学生能够掌握实验的基本操作技能，如显微镜的使用、染色体的观察与计数等，并能够独立完成实验任务。学生能够收集实验数据，运用统计学方法对数据进行分析和处理，得出科学结论，并能够用图表、报告等形式展示实验结果。学生能够与小组成员合作完成实验任务，共同讨论和分析实验结果，撰写实验报告，并进行交流和展示，培养团队合作和交流能力。（四）社会责任学生能够关注生殖医学领域的相关议题，了解试管婴儿技术、遗传病筛查等技术的发展和应用，理解生物学知识在社会生活中的应用和价值。学生能够基于生物学知识，对生殖健康、遗传咨询等社会议题发表个人见解，参与社会决策的讨论，培养参与社会决策的能力。学生能够运用所学知识，向家人、朋友和社区成员宣传生殖健康、遗传病预防等方面的知识，提高公众的科学素养和健康意识。四、评价目标设定（一）生命观念评价学生对染色体在有性生殖过程中行为变化的理解程度：通过观察学生在实验过程中对染色体的观察与计数情况，以及学生在讨论和交流中对染色体行为变化的描述和解释情况，评价学生对染色体在有性生殖过程中行为变化的理解程度。评价学生对减数分裂和受精作用对维持物种遗传稳定性重要性的认识程度：通过学生在实验报告中对减数分裂和受精作用原理的阐述，以及学生在讨论和交流中对物种遗传稳定性问题的理解和认识情况，评价学生对减数分裂和受精作用对维持物种遗传稳定性重要性的认识程度。评价学生对同源染色体联会、交叉互换等现象对生物遗传多样性和适应性贡献的理解程度：通过学生在讨论和交流中对同源染色体联会、交叉互换等现象的解释和说明情况，以及学生在实验报告中对这些现象对生物遗传多样性和适应性贡献的阐述情况，评价学生对这些现象的理解程度。（二）科学思维评价学生的归纳与概括能力：通过观察学生在实验过程中对实验现象的观察和记录情况，以及学生在讨论和交流中对实验现象的归纳和概括情况，评价学生的归纳与概括能力。评价学生的演绎与推理能力：通过学生在实验报告中对减数分裂和受精作用过程中染色体数量变化规律的演绎推理情况，以及学生在讨论和交流中对这些规律的解释和说明情况，评价学生的演绎与推理能力。评价学生的模型与建模能力：通过观察学生在模型建构活动中的表现情况，如模型的制作、调整和完善等过程，以及学生在讨论和交流中对模型所代表生物学现象的解释和说明情况，评价学生的模型与建模能力。（三）科学探究评价学生的观察与提问能力：通过观察学生在实验过程中对实验现象的观察情况，以及学生在讨论和交流中提出的问题情况，评价学生的观察与提问能力。评价学生的实验设计与操作能力：通过观察学生在实验设计过程中的表现情况，如实验方案的设计、实验步骤的确定和实验材料的准备等过程，以及学生在实验操作过程中的表现情况，如实验操作的规范性、准确性和熟练程度等，评价学生的实验设计与操作能力。评价学生的数据收集与分析能力：通过观察学生在实验数据收集过程中的表现情况，如数据的记录、整理和分析等过程，以及学生在实验报告中对数据的呈现和解释情况，评价学生的数据收集与分析能力。评价学生的交流与合作能力：通过观察学生在小组合作过程中的表现情况，如小组成员之间的分工与合作、讨论与交流等过程，以及学生在实验报告和展示过程中的表现情况，如报告的撰写、展示的准备和表达等过程，评价学生的交流与合作能力。（四）社会责任评价学生对生殖医学领域相关议题的关注程度：通过观察学生在讨论和交流中对生殖医学领域相关议题的提及和讨论情况，以及学生在实验报告中对这些议题的阐述情况，评价学生对这些议题的关注程度。评价学生参与社会决策的能力：通过观察学生在讨论和交流中对生殖健康、遗传咨询等社会议题的见解和看法情况，以及学生在实验报告中对这些议题的个人观点阐述情况，评价学生参与社会决策的能力。评价学生宣传生物学知识的能力：通过观察学生在实验报告和展示过程中对生殖健康、遗传病预防等方面知识的宣传情况，以及学生在实际生活中向家人、朋友和社区成员宣传这些知识的表现情况，评价学生宣传生物学知识的能力。五、总结与展望本次学业评价设计围绕高中生物学学科核心素养展开，旨在全面评价学生在《第二章有性生殖中的染色体变化》这一教学内容中的学习成效。通过设定具体的教学目标、学习目标和评价目标，不仅能够反馈学生的学习情况，还能指导教师调整教学策略，优化教学设计。在未来的教学实践中，我们将继续深化对学业评价的研究和探索，不断完善评价体系和方法，为学生的全面发展提供更加有力的支持。我们也将关注生物学领域的新进展和新成果，及时更新教学内容和方法，为学生的未来发展奠定坚实的基础。十、大单元实施思路及教学结构图1.大单元实施思路在高中生物学必修2《遗传与进化》第二章《有性生殖中的染色体变化》的教学中，我们将围绕“探索生殖细胞形成中染色体数量的变化”这一主题，通过一系列的教学活动，引导学生深入理解减数分裂和受精作用的过程及其生物学意义。本单元的实施思路旨在通过模型建构、实验观察、案例分析等多种教学方法，培养学生的生物学学科核心素养，具体包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。1.1整体教学思路引入主题：从生命延续和遗传信息传递的角度引入有性生殖的重要性，提出生殖细胞形成中染色体数量变化的问题。知识铺垫：回顾染色体和细胞分裂的基础知识，为后续学习减数分裂和受精作用做准备。模型建构：通过橡皮泥或纸片等材料，模拟减数分裂过程中染色体的行为变化，帮助学生直观理解减数分裂的过程。实验观察：利用显微镜观察减数分裂固定装片，识别减数分裂不同时期的细胞特点，加深对减数分裂过程的理解。案例分析：通过分析受精作用过程中染色体的变化，理解遗传信息如何通过配子传递给子代。总结提升：总结减数分裂和受精作用的意义，引导学生思考这些过程对生物多样性和遗传变异的影响。社会责任培养：结合生殖医学等现代生物技术，讨论生物技术伦理和社会责任，培养学生的社会责任感和科学素养。1.2教学方法与手段模型建构：利用橡皮泥、卡片等材料，模拟减数分裂和受精过程中染色体的行为变化，帮助学生直观理解复杂过程。实验观察：通过显微镜观察减数分裂固定装片，提高学生的实验技能和观察分析能力。案例分析：结合具体生物实例，分析减数分裂和受精作用在生物繁殖和遗传中的应用，培养学生的科学思维和问题解决能力。小组讨论：组织学生进行小组讨论，分享各自的学习心得和困惑，促进知识共享和思维碰撞。多媒体辅助教学：利用动画、视频等多媒体资源，展示减数分裂和受精作用的动态过程，提高教学效果。2.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：（一）生命观念目标1：学生能够理解染色体是遗传物质的主要载体，通过减数分裂和受精作用，在亲代与子代之间传递遗传信息。目标2：学生能够认识到有性生殖中生殖细胞染色体数量减半的现象，理解这一现象对维持物种遗传物质稳定的重要性。目标3：学生能够理解受精作用过程中染色体的变化，认识到受精卵中染色体数量与亲代体细胞相同，遗传信息来自双亲。（二）科学思维目标1：学生能够运用归纳与概括的方法，总结减数分裂和受精作用过程中的染色体行为变化规律。目标2：学生能够运用模型与建模的方法，通过橡皮泥模型等直观展示减数分裂和受精作用的过程。目标3：学生能够运用批判性思维，分析不同科学观点的合理性和局限性，形成自己的科学见解。（三）科学探究目标1：学生能够设计并实施简单的实验方案，观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点。目标2：学生能够收集并分析数据，总结减数分裂和受精作用过程中染色体数量和行为的变化规律。目标3：学生能够运用科学探究的方法，解决实际问题，如分析遗传病患者的染色体异常等。（四）社会责任目标1：学生能够关注生殖医学等现代生物技术的发展和应用，了解这些技术对社会和个人生活的影响。目标2：学生能够理解生物技术伦理的重要性，思考生物技术在应用过程中可能带来的伦理问题和社会责任。目标3：学生能够积极参与社会讨论，就生物技术相关议题发表自己的观点和看法，培养社会责任感和科学素养。3.教学结构图++|有性生殖中的染色体变化|++|一、引入主题||-生命延续与遗传信息传递的重要性||-生殖细胞形成中染色体数量变化的问题|++|二、知识铺垫||-染色体基础知识回顾||-细胞分裂类型及特点|++|三、模型建构（减数分裂）||-精细胞形成过程模拟||-减数第一次分裂||-减数第二次分裂||-卵细胞形成过程模拟||-初级卵母细胞减数第一次分裂||-次级卵母细胞减数第二次分裂|++|四、实验观察（减数分裂）||-减数分裂固定装片观察||-不同时期细胞特点识别|++|五、案例分析（受精作用）||-受精作用过程分析||-受精卵中染色体数量与组成|++|六、总结提升||-减数分裂和受精作用的意义||-对生物多样性和遗传变异的影响|++|七、社会责任培养||-生殖医学技术发展与应用||-生物技术伦理与社会责任|++4.具体教学实施步骤4.1引入主题（1课时）活动1：播放一段关于生命延续和遗传信息传递的动画视频，引导学生思考遗传信息是如何在亲代与子代之间传递的。活动2：提出问题：“生殖细胞形成过程中，染色体数量会发生变化吗？这种变化对遗传信息的传递有什么影响？”引发学生思考并讨论。教师总结：介绍有性生殖中生殖细胞染色体数量减半的现象，以及这一现象对维持物种遗传物质稳定的重要性。4.2知识铺垫（1课时）活动1：复习染色体基础知识，包括染色体的结构、功能及其在遗传中的作用。活动2：介绍细胞分裂的类型及特点，重点讲解有丝分裂和减数分裂的区别。学生活动：通过小组讨论和角色扮演等方式，加深对染色体和细胞分裂知识的理解。4.3模型建构（减数分裂）（2课时）活动1：模拟精细胞形成过程。步骤1：分发橡皮泥、卡片等材料，引导学生制作同源染色体模型。步骤2：在A3纸上画出细胞轮廓和纺锤体等结构，将制作好的染色体模型放入细胞中。步骤3：模拟减数第一次分裂过程中同源染色体的联会、分离等行为变化。步骤4：模拟减数第二次分裂过程中姐妹染色单体的分开和染色体移向细胞两极等行为变化。活动2：模拟卵细胞形成过程。步骤1：类似地制作初级卵母细胞、次级卵母细胞和卵细胞的染色体模型。步骤2：模拟卵细胞形成过程中的减数分裂行为变化，特别注意细胞质的不均等分裂。小组讨论：分享各自的模拟过程和发现的问题，讨论减数分裂过程中染色体数量和行为变化的规律。4.4实验观察（减数分裂）（2课时）活动1：介绍显微镜的基本使用方法和注意事项。活动2：分组观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点。步骤1：低倍镜下找到目标细胞区域。步骤2：高倍镜下观察细胞形态和染色体行为变化。步骤3：记录观察结果并绘制细胞简图。小组讨论：分享各自的观察结果和发现的问题，讨论减数分裂过程中染色体数量和行为变化的规律。教师总结：总结减数分裂过程中染色体数量和行为变化的规律及其生物学意义。4.5案例分析（受精作用）（1课时）活动1：介绍受精作用的过程和意义。活动2：通过案例分析的方式探讨受精卵中染色体数量与组成的问题。案例1：分析人类受精卵中染色体的数量与组成。案例2：探讨遗传病患者染色体异常的原因及其对遗传信息传递的影响。小组讨论：分享各自的案例分析结果和发现的问题，讨论受精过程中染色体数量和行为变化的规律及其生物学意义。教师总结：总结受精作用过程中染色体数量和行为变化的规律及其对生物多样性和遗传变异的影响。4.6总结提升（1课时）活动1：总结减数分裂和受精作用的意义及其对生物多样性和遗传变异的影响。活动2：引导学生思考如何将所学知识应用于实际问题解决中，如分析遗传病患者的染色体异常等。小组讨论：分享各自的学习心得和困惑，促进知识共享和思维碰撞。教师总结：强调减数分裂和受精作用在生物学中的重要性，鼓励学生继续探索生物学的奥秘。4.7社会责任培养（1课时）活动1：介绍生殖医学技术的发展与应用及其对社会和个人生活的影响。活动2：通过案例分析的方式探讨生物技术伦理问题及其社会责任。案例1：分析试管婴儿技术的伦理问题及其社会影响。案例2：探讨基因编辑技术的伦理问题及其潜在风险。小组讨论：分享各自的案例分析结果和发现的问题，讨论生物技术伦理问题及其社会责任的重要性。实践活动：组织学生进行一次关于生物技术伦理问题的社会调查或辩论活动，培养学生的社会责任感和科学素养。教师总结：强调生物技术伦理问题的重要性及其对社会和个人的影响，鼓励学生积极参与社会讨论并发表自己的观点和看法。通过以上教学实施步骤，我们将围绕“探索生殖细胞形成中染色体数量的变化”这一主题，通过一系列的教学活动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。我们也将注重教学方法的多样性和教学手段的创新性，以提高教学效果和学生的学习兴趣。十一、大情境、大任务创设一、引言在高中生物学必修2《遗传与进化》第二章《有性生殖中的染色体变化》的教学中，我们旨在通过一系列精心设计的大情境与大任务，引导学生深入探索生殖细胞形成中染色体数量的变化，理解减数分裂和受精作用的过程及其生物学意义。本单元的教学将紧密围绕“探索生殖细胞形成中染色体数量的变化”这一主题，通过构建生命观念、培养科学思维、提升科学探究能力、强化社会责任，全面提升学生的生物学学科核心素养。二、教学目标设定（一）生命观念染色体与遗传信息的传递：学生能够理解染色体是遗传物质的主要载体，通过减数分裂和受精作用，在亲代与子代之间准确传递遗传信息。有性生殖的意义：学生能够认识到有性生殖中生殖细胞染色体数量减半的现象是维持物种遗传物质稳定、促进生物多样性的重要机制。生命的延续与进化：学生能够理解受精作用过程中染色体的变化，认识到受精卵中染色体数量与亲代体细胞相同，从而确保遗传信息的连续性和稳定性，为生物的进化奠定基础。（二）科学思维归纳与概括：学生能够运用归纳与概括的方法，总结减数分裂和受精作用过程中的染色体行为变化规律，形成系统的知识体系。模型与建模：学生能够运用模型与建模的方法，通过橡皮泥模型、动画模拟等手段，直观展示减数分裂和受精作用的过程，加深对复杂生物过程的理解。批判性思维：学生能够运用批判性思维，分析不同科学观点的合理性和局限性，形成自己的科学见解，并在讨论和辩论中不断完善自己的认知。（三）科学探究实验设计与实施：学生能够设计并实施简单的实验方案，如观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点，收集并分析数据，总结实验结论。问题解决：学生能够运用科学探究的方法，解决实际问题，如分析遗传病患者的染色体异常，探讨其遗传机制和可能的干预措施。团队协作：学生能够在科学探究过程中与团队成员有效沟通、分工协作，共同完成任务，培养团队精神和合作能力。（四）社会责任生物技术伦理：学生能够关注生殖医学等现代生物技术的发展和应用，理解生物技术伦理的重要性，思考生物技术在应用过程中可能带来的伦理问题和社会责任。科学传播：学生能够积极参与社会讨论，就生物技术相关议题发表自己的观点和看法，向公众普及科学知识，提高全民科学素养。环境保护：学生能够认识到生物多样性对生态系统稳定性的重要性，关注人类活动对生物多样性的影响，积极参与环境保护活动，为维护生态平衡贡献自己的力量。三、大情境设计（一）情境背景在一个虚构的未来生物科技实验室中，学生们扮演着一群年轻的生物科学家，他们的任务是研究并揭示有性生殖中染色体变化的奥秘。实验室配备了先进的显微镜、基因测序仪等科研设备，以及丰富的生物资源和实验材料。学生们将在这个虚拟的实验室环境中，通过一系列的实验、观察和讨论，逐步揭开减数分裂和受精作用的神秘面纱。（二）情境任务任务一：探索生殖细胞的奥秘子任务1.1：观察减数分裂过程情境描述：学生们首先使用显微镜观察减数分裂固定装片，识别并描述精细胞和卵细胞形成过程中不同时期的细胞特点。活动设计：分组观察：将学生分为若干小组，每组分配一台显微镜和一套减数分裂固定装片。记录分析：学生需记录观察到的细胞特点，并尝试绘制细胞分裂不同时期的简图。讨论交流：小组内讨论观察结果，分享各自的发现和疑问。子任务1.2：模拟减数分裂过程情境描述：为了更直观地理解减数分裂过程，学生们使用橡皮泥等材料制作染色体模型，模拟精细胞和卵细胞形成过程中的染色体行为变化。活动设计：材料准备：提供彩色橡皮泥、大头针、A3白纸等材料。模型制作：学生根据减数分裂的过程，制作并模拟同源染色体的联会、分离等行为变化。展示评价：各小组展示自己制作的模型，并接受其他小组和教师的评价。任务二：揭秘受精作用的神奇子任务2.1：分析受精过程情境描述：学生们通过阅读相关资料和观看动画视频，了解受精作用的过程和意义，分析受精卵中染色体数量与组成的变化。活动设计：资料搜集：学生利用图书馆、网络等资源搜集关于受精作用的相关资料。视频观看：观看受精作用的动画视频，加深理解。小组讨论：分析受精卵中染色体数量与组成的变化，探讨其生物学意义。子任务2.2：模拟受精过程情境描述：为了更直观地理解受精过程，学生们使用染色体模型模拟精子和卵细胞结合形成受精卵的过程。活动设计：模型准备：使用之前制作的染色体模型。模拟受精：学生将精子模型中的染色体融入卵细胞模型中，模拟受精作用过程中染色体的变化。结果记录：记录模拟受精后的染色体数量和组成，并与理论值进行比较。任务三：探讨生物技术的伦理与社会责任子任务3.1：案例分析情境描述：学生们通过案例分析的方式探讨生物技术伦理问题及其社会责任，如试管婴儿技术的伦理问题、基因编辑技术的潜在风险等。活动设计：案例搜集：搜集关于生物技术伦理问题的典型案例。小组讨论：分析案例中的伦理问题和社会责任，探讨可能的解决方案。报告撰写：各小组撰写案例分析报告，向全班汇报讨论结果。子任务3.2：社会实践情境描述：学生们走出实验室，参与社会实践活动，如参观生殖医学中心、参与环保宣传等，加深对生物技术伦理和社会责任的理解。活动设计：实地考察：组织学生参观生殖医学中心等生物科技企业，了解现代生物技术的应用和发展。环保宣传：参与环保宣传活动，向公众普及生物多样性保护的重要性。反思总结：撰写社会实践报告，反思活动过程中的收获和体会。四、大任务实施步骤（一）任务准备阶段组建团队：将学生分为若干小组，每组4-6人，确保小组成员在性别、成绩、兴趣等方面具有多样性。材料准备：准备显微镜、减数分裂固定装片、橡皮泥、大头针、A3白纸等实验材料，以及关于受精作用、生物技术伦理等相关资料。知识铺垫：回顾染色体基础知识、细胞分裂类型及特点，为后续实验和讨论打下基础。（二）任务实施阶段任务一实施子任务1.1实施：教师演示：首先由教师演示如何使用显微镜观察减数分裂固定装片。学生观察：学生分组观察减数分裂固定装片，记录观察到的细胞特点。讨论交流：小组内讨论观察结果，分享各自的发现和疑问，教师适时给予指导和解答。子任务1.2实施：模型制作指导：教师讲解如何使用橡皮泥等材料制作染色体模型，并演示模拟减数分裂过程。学生制作与模拟：学生分组制作染色体模型，并模拟精细胞和卵细胞形成过程中的染色体行为变化。展示评价：各小组展示自己制作的模型，并接受其他小组和教师的评价，提出改进建议。任务二实施子任务2.1实施：资料搜集与阅读：学生利用图书馆、网络等资源搜集关于受精作用的相关资料，并阅读教师提供的参考资料。视频观看与讨论：观看受精作用的动画视频，加深理解，并小组讨论受精卵中染色体数量与组成的变化及其生物学意义。子任务2.2实施：模型准备与模拟：使用之前制作的染色体模型模拟精子和卵细胞结合形成受精卵的过程，记录模拟受精后的染色体数量和组成。结果分析与比较：将模拟结果与理论值进行比较分析，探讨可能存在的误差和原因。任务三实施子任务3.1实施：案例搜集与分析：学生搜集关于生物技术伦理问题的典型案例，并小组讨论案例中的伦理问题和社会责任。报告撰写与汇报：各小组撰写案例分析报告，向全班汇报讨论结果，并接受其他小组和教师的提问和点评。子任务3.2实施：实地考察与参与：组织学生参观生殖医学中心等生物科技企业，了解现代生物技术的应用和发展；参与环保宣传活动，向公众普及生物多样性保护的重要性。反思总结与报告撰写：撰写社会实践报告，反思活动过程中的收获和体会，提出对未来生物技术伦理和社会责任的展望和建议。（三）任务总结与评价阶段任务总结：各小组对本次大单元学习进行总结回顾，梳理所学知识点和实验技能，分享学习体会和感悟。成果展示：各小组展示自己的学习成果，包括实验报告、模型制作、案例分析报告、社会实践报告等。评价反馈：教师根据学生的学习态度、参与度、合作能力、实验技能、报告撰写等方面进行综合评价，并给予针对性的反馈和建议。反思提升：学生根据教师和同伴的反馈和建议进行反思总结，明确自己的优点和不足，制定下一步的学习计划和提升策略。五、结语通过本次大情境、大任务的创设与实施，学生们不仅深入理解了有性生殖中染色体变化的奥秘，掌握了减数分裂和受精作用的过程及其生物学意义，还培养了自己的科学思维、科学探究能力和社会责任感。在未来的学习和生活中，他们将继续运用所学知识解决实际问题，为人类的进步和发展贡献自己的力量。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：有性生殖中的染色体变化课时设计：引入主题（1课时）生命延续与遗传信息传递的重要性生殖细胞形成中染色体数量变化的问题知识铺垫（1课时）染色体基础知识回顾细胞分裂类型及特点介绍模型建构：精细胞的形成过程（2课时）模拟精细胞形成过程中的染色体行为变化模型建构：卵细胞的形成过程（1课时）模拟卵细胞形成过程中的染色体行为变化实验观察：减数分裂（2课时）观察减数分裂固定装片，识别不同时期细胞特点案例分析：受精作用（1课时）分析受精作用过程中染色体的变化总结提升（1课时）总结减数分裂和受精作用的意义探讨对生物多样性和遗传变异的影响社会责任培养（1课时）讨论生殖医学技术的发展与应用探讨生物技术伦理问题及其社会责任（二）学习目标（教学目标、学习目标设定）高中生物学学科核心素养：生命观念：学生能够理解染色体是遗传物质的主要载体，通过减数分裂和受精作用，在亲代与子代之间传递遗传信息。学生能够认识到有性生殖中生殖细胞染色体数量减半的现象，理解这一现象对维持物种遗传物质稳定的重要性。学生能够理解受精作用过程中染色体的变化，认识到受精卵中染色体数量与亲代体细胞相同，遗传信息来自双亲。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，总结减数分裂和受精作用过程中的染色体行为变化规律。学生能够运用模型与建模的方法，通过橡皮泥模型等直观展示减数分裂和受精作用的过程。学生能够运用批判性思维，分析不同科学观点的合理性和局限性，形成自己的科学见解。科学探究：学生能够设计并实施简单的实验方案，观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点。学生能够收集并分析数据，总结减数分裂和受精作用过程中染色体数量和行为的变化规律。学生能够运用科学探究的方法，解决实际问题，如分析遗传病患者的染色体异常等。社会责任：学生能够关注生殖医学等现代生物技术的发展和应用，了解这些技术对社会和个人生活的影响。学生能够理解生物技术伦理的重要性，思考生物技术在应用过程中可能带来的伦理问题和社会责任。学生能够积极参与社会讨论，就生物技术相关议题发表自己的观点和看法，培养社会责任感和科学素养。（三）评价任务课堂参与度与表现评价：观察学生在课堂讨论、小组活动中的参与度和表现，评价其科学思维、科学探究和社会责任等方面的素养。模型建构与实验观察评价：评价学生制作的减数分裂和受精作用模型的科学性和艺术性，以及其实验观察记录的准确性和完整性。案例分析报告评价：学生提交受精作用过程中染色体变化的案例分析报告，评价其分析问题的深度、广度和逻辑性。总结提升报告评价：学生提交关于减数分裂和受精作用意义的总结提升报告，评价其对生物学基本概念和原理的理解程度。社会责任培养讨论评价：在社会责任培养课堂中，评价学生参与讨论的积极性和深度，以及其提出的观点和建议的合理性和可行性。（四）学习过程引入主题活动：播放一段关于生命延续和遗传信息传递的动画视频，引导学生思考遗传信息是如何在亲代与子代之间传递的。讨论：提出问题：“生殖细胞形成过程中，染色体数量会发生变化吗？这种变化对遗传信息的传递有什么影响？”引发学生思考并讨论。知识铺垫复习：复习染色体基础知识，包括染色体的结构、功能及其在遗传中的作用。介绍：介绍细胞分裂的类型及特点，重点讲解有丝分裂和减数分裂的区别。活动：通过小组讨论和角色扮演等方式，加深对染色体和细胞分裂知识的理解。模型建构：精细胞的形成过程准备：分发橡皮泥、卡片等材料，引导学生制作同源染色体模型。模拟：在A3纸上画出细胞轮廓和纺锤体等结构，将制作好的染色体模型放入细胞中。模拟减数第一次分裂过程中同源染色体的联会、分离等行为变化。模拟减数第二次分裂过程中姐妹染色单体的分开和染色体移向细胞两极等行为变化。讨论：分享各自的模拟过程和发现的问题，讨论减数分裂过程中染色体数量和行为变化的规律。模型建构：卵细胞的形成过程准备：类似地制作初级卵母细胞、次级卵母细胞和卵细胞的染色体模型。模拟：模拟卵细胞形成过程中的减数分裂行为变化，特别注意细胞质的不均等分裂。讨论：分享各自的模拟过程和发现的问题，讨论卵细胞形成过程中染色体数量和行为变化的规律。实验观察：减数分裂准备：介绍显微镜的基本使用方法和注意事项。观察：分组观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点。低倍镜下找到目标细胞区域。高倍镜下观察细胞形态和染色体行为变化。记录观察结果并绘制细胞简图。讨论：分享各自的观察结果和发现的问题，讨论减数分裂过程中染色体数量和行为变化的规律。案例分析：受精作用介绍：介绍受精作用的过程和意义。分析：通过案例分析的方式探讨受精卵中染色体数量与组成的问题。分析人类受精卵中染色体的数量与组成。探讨遗传病患者染色体异常的原因及其对遗传信息传递的影响。讨论：分享各自的案例分析结果和发现的问题，讨论受精过程中染色体数量和行为变化的规律及其生物学意义。总结提升总结：总结减数分裂和受精作用的意义及其对生物多样性和遗传变异的影响。探讨：引导学生思考如何将所学知识应用于实际问题解决中，如分析遗传病患者的染色体异常等。讨论：分享各自的学习心得和困惑，促进知识共享和思维碰撞。社会责任培养介绍：介绍生殖医学技术的发展与应用及其对社会和个人生活的影响。探讨：通过案例分析的方式探讨生物技术伦理问题及其社会责任。分析试管婴儿技术的伦理问题及其社会影响。探讨基因编辑技术的伦理问题及其潜在风险。实践活动：组织学生进行一次关于生物技术伦理问题的社会调查或辩论活动，培养学生的社会责任感和科学素养。总结：强调生物技术伦理问题的重要性及其对社会和个人的影响，鼓励学生积极参与社会讨论并发表自己的观点和看法。（五）作业与检测作业：完成减数分裂和受精作用的模型建构作业，要求制作详细的模型并附上说明文字。撰写受精作用过程中染色体变化的案例分析报告，要求结合具体案例进行深入分析。完成关于减数分裂和受精作用意义的总结提升报告，要求总结所学知识并探讨其实际应用。检测：课堂小测验：针对减数分裂和受精作用的基本概念和原理进行小测验，检查学生的学习效果。实验报告评价：评价学生的实验观察记录和实验报告，检查其实验技能和科学探究能力。案例分析报告评价：评价学生的案例分析报告，检查其分析问题和解决问题的能力。（六）学后反思学生反思：引导学生回顾本单元的学习内容，总结所学知识和技能。鼓励学生反思自己的学习过程，思考哪些方面做得好，哪些方面需要改进。要求学生撰写学后反思报告，总结学习心得和体会。教师反思：教师反思教学过程和教学效果，总结成功经验和不足之处。分析学生的学习情况和反馈意见，调整教学策略和方法。撰写教学反思报告，为今后的教学提供参考和借鉴。通过本单元的学习，学生将深入理解减数分裂和受精作用的过程及其生物学意义，培养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。学生将通过模型建构、实验观察、案例分析等多种学习方式，提高实验技能和科学探究能力，为未来的学习和生活打下坚实的基础。十三、学科实践与跨学科学习设计一、教学目标结合《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》的要求，以及沪科教版高中生物学必修2《遗传与进化》第二章《有性生殖中的染色体变化》的教学内容，本学科实践与跨学科学习设计旨在通过一系列实践活动，引导学生深入理解减数分裂和受精作用的过程及其生物学意义，培养学生的生物学学科核心素养，具体包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。二、学习目标生命观念：学生能够理解染色体是遗传物质的主要载体，通过减数分裂和受精作用，在亲代与子代之间传递遗传信息。学生能够认识到有性生殖中生殖细胞染色体数量减半的现象，理解这一现象对维持物种遗传物质稳定的重要性。学生能够理解受精作用过程中染色体的变化，认识到受精卵中染色体数量与亲代体细胞相同，遗传信息来自双亲。科学思维：学生能够运用归纳与概括的方法，总结减数分裂和受精作用过程中的染色体行为变化规律。学生能够运用模型与建模的方法，通过橡皮泥模型等直观展示减数分裂和受精作用的过程。学生能够运用批判性思维，分析不同科学观点的合理性和局限性，形成自己的科学见解。科学探究：学生能够设计并实施简单的实验方案，观察减数分裂固定装片，识别不同时期的细胞特点。学生能够收集并分析数据，总结减数分裂和受精作用过程中染色体数量和行为的变化规律。学生能够运用科学探究的方法，解决实际问题，如分析遗传病患者的染色体异常等。社会责任：学生能够关注生殖医学等现代生物技术的发展和应用，了解这些技术对社会和个人生活的影响。学生能够理解生物技术伦理的重要性，思考生物技术在应用过程中可能带来的伦理问题和社会责任。学生能够积极参与社会讨论，就生物技术相关议题发表自己的观点和看法，培养社会责任感和科学素养。三、作业目标设定生命观念：学生能够通过模型建构和观察实验，理解减数分裂过程中染色体数量减半的现象及其生物学意义。学生能够分析受精作用过程中染色体的变化，理解遗传信息如何在亲代与子代之间传递。学生能够结合现代生物技术（如试管婴儿技术），探讨有性生殖在医学领域的应用及其对社会的影响。科学思维：学生能够运用模型与建模的方法，模拟减数分裂和受精作用的过程，展示其科学性和艺术性。学生能够运用批判性思维，分析不同科学观点对减数分裂和受精作用的解释，形成自己的科学见解。学生能够结合生物学原理，对遗传病患者的染色体异常进行合理解释，并提出可能的解决方案。科学探究：学生能够设计并实施简单的实验方案，观察减数分裂固定装片，记录并分析实验结果。学生能够利用显微镜等科学工具，观察并识别减数分裂不同时期的细胞特点，总结其变化规律。学生能够运用科学探究的方法，分析遗传病患者的染色体异常，提出可能的遗传咨询和干预措施。社会责任：学生能够关注生殖医学等现代生物技术的发展和应用，了解这些技术对个人生活和社会伦理的影响。学生能够参与生物技术伦理问题的讨论，提出自己的观点和看法，培养社会责任感和科学素养。学生能够结合所学知识，对生物技术相关议题进行调研和分析，撰写调研报告或论文，为政策制定提供参考。四、学科实践与跨学科学习设计（一）实践活动设计模型建构活动活动名称：模拟减数分裂和受精作用过程活动目的：通过模型建构，直观展示减数分裂和受精作用