2019版 浙科版 高中生物学 选择性必修3 生物技术与工程《第三章 动物细胞工程》大单元整体教学设计2020课标

版浙科版高中生物学选择性必修3生物技术与工程《第三章动物细胞工程》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《动物细胞工程》是高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》中的一个重要章节。本章节旨在介绍动物细胞工程的基本原理、技术方法和实际应用，包括动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合以及胚胎工程等核心内容。这些内容不仅是生物科学领域的前沿技术，也是连接基础研究与实际应用的重要桥梁，对于培养学生的生物学学科核心素养具有重要意义。具体来说，本章的教学内容可以细分为以下几个部分：动物细胞培养：作为动物细胞工程的基础，该部分详细介绍了动物细胞培养的过程、条件及应用价值。学生需要了解细胞培养的基本原理、培养基的组成、无菌操作的重要性以及细胞培养在医学、生物学研究及工业生产中的应用。细胞核移植：细胞核移植技术是实现动物克隆的关键。通过介绍细胞核移植的基本原理、操作过程及成功案例，学生可以深入理解细胞核的全能性及其在动物克隆中的应用。学生还需要探讨细胞核移植技术的伦理问题和潜在风险。细胞融合：细胞融合技术是制备单克隆抗体的基础。该部分介绍了细胞融合的基本原理、诱导方法及单克隆抗体的制备流程。通过案例分析和讨论，学生可以了解细胞融合技术在医学诊断和治疗中的重要作用。胚胎工程：胚胎工程涉及对动物早期胚胎或配子的处理以获得目标个体。该部分介绍了胚胎工程的基本原理、技术方法（如体外受精、胚胎移植、胚胎分割等）及在畜牧业和医学中的应用。学生需要理解胚胎工程的技术流程及其在实际生产中的价值。（二）单元内容分析本单元的内容具有高度的科学性和实践性，旨在通过一系列教学活动，引导学生深入理解动物细胞工程的基本原理和技术方法，培养其科学探究能力和创新意识。具体来说，单元内容分析如下：科学性：本单元的内容涉及生物科学领域的前沿技术，具有高度的科学性。通过介绍动物细胞培养、细胞核移植、细胞融合及胚胎工程等核心内容，学生可以了解这些技术的科学原理和操作过程，培养科学思维和科学探究能力。实践性：本单元的内容注重理论与实践的结合。通过案例分析、实验操作、讨论交流等教学活动，学生可以亲身体验动物细胞工程的技术流程和应用价值，培养实践能力和创新意识。综合性：本单元的内容涉及多个学科领域的知识和技能，如生物学、化学、物理学等。通过跨学科的学习和实践，学生可以培养综合运用知识解决实际问题的能力。前瞻性：本单元的内容具有前瞻性，旨在引导学生关注生物科学领域的最新进展和未来发展趋势。通过介绍动物细胞工程在医学、农业、工业等领域的应用前景和挑战，学生可以培养创新思维和未来意识。（三）单元内容整合为了更好地实现教学目标，本单元的内容需要进行有效的整合。具体来说，单元内容整合可以从以下几个方面进行：主题引领：以“动物细胞工程”为主题，将细胞培养、细胞核移植、细胞融合及胚胎工程等核心内容有机结合起来，形成一个完整的知识体系。案例支撑：通过引入具体案例（如克隆羊“多莉”的诞生、单克隆抗体的制备等），帮助学生深入理解动物细胞工程的基本原理和技术方法。案例还可以激发学生的学习兴趣和探究欲望。实验探究：设计一系列与单元内容相关的实验探究活动，如动物细胞培养实验、细胞核移植模拟实验等。通过实验探究，学生可以亲身体验动物细胞工程的技术流程和应用价值，培养实践能力和创新意识。讨论交流：组织学生进行小组讨论和交流活动，分享彼此的学习心得和体会。通过讨论交流，学生可以拓宽视野、增进理解，培养团队合作和沟通能力。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）》，高中生物学学科核心素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任四个方面。以下是对这四个方面的具体分解：（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《动物细胞工程》单元中，生命观念的培养主要体现在以下几个方面：结构与功能观：通过介绍动物细胞的结构和功能，引导学生理解细胞结构与功能之间的密切关系。例如，在细胞培养过程中，学生需要了解细胞所需的营养物质和培养条件，以维持其正常的生理功能。进化与适应观：通过介绍动物克隆和胚胎工程等技术的应用前景和挑战，引导学生理解生物进化的过程和机制。例如，在细胞核移植技术中，学生需要了解细胞核的全能性及其在动物克隆中的应用，进而理解生物进化的多样性和适应性。稳态与平衡观：通过介绍动物细胞在体外培养过程中的生理变化和调控机制，引导学生理解生物体内环境的稳态和平衡。例如，在细胞培养过程中，学生需要了解如何调节培养液的pH值、温度等参数，以维持细胞的正常生长和增殖。物质与能量观：通过介绍动物细胞在代谢过程中的物质和能量变化，引导学生理解生物体内的物质循环和能量流动。例如，在细胞培养过程中，学生需要了解细胞如何摄取营养物质、进行呼吸作用并释放能量。（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《动物细胞工程》单元中，科学思维的培养主要体现在以下几个方面：归纳与概括：通过引导学生对动物细胞工程的基本原理和技术方法进行归纳和概括，培养其归纳概括能力。例如，在介绍细胞培养的基本原理时，学生可以总结出细胞培养所需的基本条件和培养步骤。演绎与推理：通过引导学生运用所学知识解决实际问题，培养其演绎推理能力。例如，在细胞融合技术的应用中，学生可以运用所学知识分析单克隆抗体的制备流程和应用前景。模型与建模：通过引导学生建立动物细胞工程的模型，培养其模型与建模能力。例如，在细胞核移植技术的模拟实验中，学生可以建立细胞核移植的模型并预测实验结果。批判性思维：通过引导学生对动物细胞工程的相关议题进行讨论和交流，培养其批判性思维能力。例如，在探讨细胞核移植技术的伦理问题时，学生可以提出自己的观点并进行论证。创造性思维：通过引导学生参与创新实践活动，培养其创造性思维能力。例如，在细胞融合技术的应用中，学生可以设计新的实验方案以制备具有特定功能的单克隆抗体。（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《动物细胞工程》单元中，科学探究的培养主要体现在以下几个方面：问题发现：通过引导学生观察现实生活中的生物学现象并提出问题，培养其问题发现能力。例如，在介绍动物克隆技术时，学生可以提出关于动物克隆的伦理问题和应用前景等问题。实验设计：通过引导学生设计并实施与单元内容相关的实验探究活动，培养其实验设计能力。例如，在细胞培养实验中，学生可以设计实验方案以探究不同培养条件对细胞生长和增殖的影响。数据收集与分析：通过引导学生收集和分析实验数据并得出结论，培养其数据收集与分析能力。例如，在细胞核移植技术的模拟实验中，学生可以收集实验数据并进行分析以验证实验结果。结果交流与讨论：通过组织学生进行实验结果的交流与讨论活动，培养其结果交流与讨论能力。例如，在细胞融合技术的应用中，学生可以分享自己的实验结果并讨论实验过程中遇到的问题和解决方案。（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《动物细胞工程》单元中，社会责任的培养主要体现在以下几个方面：参与社会议题讨论：通过引导学生参与关于动物细胞工程的社会议题讨论活动，培养其参与社会事务讨论的能力。例如，在探讨细胞核移植技术的伦理问题时，学生可以积极发表自己的观点并参与讨论。作出理性解释和判断：通过引导学生运用所学知识对生物学相关议题进行理性解释和判断，培养其理性思考和判断能力。例如，在介绍动物克隆技术的应用前景时，学生可以运用所学知识分析动物克隆技术的利弊并作出理性判断。解决生产生活问题：通过引导学生运用所学知识解决生产生活中的实际问题，培养其解决生产生活问题的能力。例如，在细胞融合技术的应用中，学生可以设计新的实验方案以制备具有特定功能的单克隆抗体并应用于医学诊断和治疗中。宣传生物科学知识：通过引导学生参与生物科学知识的宣传活动，培养其宣传生物科学知识的意识和能力。例如，在介绍动物细胞工程的基本原理和技术方法时，学生可以制作宣传海报或视频并向他人介绍相关知识。《动物细胞工程》单元的教学设计应紧密围绕高中生物学学科核心素养的培养目标展开，通过丰富多样的教学活动和实践探究，引导学生深入理解动物细胞工程的基本原理和技术方法，培养其科学探究能力和创新意识，提升其社会责任感和使命感。学情分析（一）已知内容分析高一年级的学生在必修课程的学习中，已经对生物学的基本概念、原理和方法有了一定的了解，包括细胞的结构与功能、遗传与变异、稳态与调节等基础知识。这些内容为学生学习选择性必修3《生物技术与工程》中的《第三章动物细胞工程》奠定了必要的理论基础。学生在必修课程中对细胞的结构，如细胞膜、细胞质、细胞核等，以及细胞的功能，如物质运输、能量转换、信息传递等，都有了较为深入的认识。学生还学习了遗传的基本规律，包括基因的分离定律和自由组合定律，以及DNA的结构和功能，这为理解动物细胞工程中的核移植技术提供了背景知识。在稳态与调节部分，学生了解了内环境的稳态及其调节机制，这对于理解细胞培养过程中需要提供适宜的环境条件有所帮助。在先前的学习中，学生还通过实验和探究活动，掌握了基本的生物学实验技能，如显微镜的使用、细胞的观察与计数、无菌操作技术等。这些实验技能为学生在《动物细胞工程》章节中进行细胞培养、核移植、细胞融合等实验操作提供了技术支持。（二）新知内容分析《第三章动物细胞工程》主要介绍了动物细胞工程的基础技术及其应用，包括细胞培养、核移植、细胞融合和胚胎工程等内容。这些技术是现代生物技术的重要组成部分，具有广泛的应用前景。细胞培养：学生需要了解动物细胞培养的基本原理、过程和应用价值。他们需要掌握原代培养和传代培养的区别与联系，以及细胞培养过程中需要提供的适宜条件，如无菌、无毒的环境、适宜的温度、pH值和气体条件等。学生还需要了解细胞培养在医学、制药等领域的应用，如生产疫苗、干扰素等生物制品。核移植技术：学生需要了解核移植技术的基本原理、过程和应用价值。他们需要掌握体细胞核移植与胚胎细胞核移植的区别，以及核移植技术在克隆动物、优良种畜培育、拯救濒危动物等方面的应用。学生还需要了解核移植过程中可能遇到的技术难题和伦理问题。细胞融合技术：学生需要了解细胞融合的基本原理、过程和应用价值。他们需要掌握细胞融合在制备单克隆抗体、研究细胞遗传、细胞免疫等方面的应用。学生还需要了解细胞融合过程中可能遇到的技术难题和解决方案。胚胎工程：学生需要了解胚胎工程的基本原理、过程和应用价值。他们需要掌握体外受精、胚胎移植、胚胎分割等技术的基本原理和操作过程，以及这些技术在畜牧业生产、医学等领域的应用。学生还需要了解胚胎工程过程中可能遇到的伦理问题和社会影响。（三）学生学习能力分析高一年级的学生已经具备了一定的生物学基础知识和实验技能，能够独立思考和解决生物学问题。他们具有较强的好奇心和求知欲，对生物技术的最新进展和应用前景表现出浓厚的兴趣。学生还具备了一定的信息搜集和处理能力，能够利用图书馆、互联网等资源获取相关的学习资料和信息。在学习《第三章动物细胞工程》时，学生需要运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，理解动物细胞工程的基本原理和应用价值。他们还需要通过实验操作，掌握动物细胞工程的基本技术，培养实践能力和创新精神。学生还需要具备良好的团队合作精神和沟通能力，能够在小组内进行有效的协作和交流，共同完成学习任务。学生还需要具备一定的批判性思维和创造性思维能力，能够质疑和反思所学知识，提出新的观点和问题。（四）学习障碍突破策略在《第三章动物细胞工程》的学习过程中，学生可能会遇到一些学习障碍。为了帮助学生克服这些障碍，提高学习效果，教师可以采取以下策略：创设情境，激发兴趣：教师可以通过创设生动有趣的学习情境，激发学生的学习兴趣和积极性。例如，教师可以利用多媒体课件展示动物细胞工程在医学、制药等领域的应用实例，引导学生思考这些技术的原理和操作过程。教师还可以组织学生进行实地考察和参观活动，让学生亲身体验动物细胞工程的应用前景。强化实验操作，培养实践能力：动物细胞工程是一门实践性很强的学科，学生需要通过实验操作来掌握基本技术。教师可以加强实验教学环节，提供充足的实验材料和设备，确保每位学生都能进行实验操作。教师还可以引导学生进行实验设计和结果分析，培养学生的实践能力和创新精神。注重知识整合，构建知识体系：动物细胞工程涉及多个领域的知识和技能，学生需要将所学知识进行整合和构建知识体系。教师可以采用概念图、思维导图等工具帮助学生梳理所学知识，形成系统的知识框架。教师还可以引导学生进行跨学科学习，将动物细胞工程与其他学科的知识进行整合和应用。加强师生互动，促进思维发展：教师可以通过课堂提问、小组讨论等方式加强师生互动，引导学生积极参与课堂学习和讨论。教师还可以引导学生进行批判性思维和创造性思维的训练，培养学生的思维能力和创新精神。例如，教师可以提出具有挑战性的问题让学生思考和讨论，鼓励学生提出新的观点和问题，并进行深入的探究和验证。关注个体差异，实施差异化教学：学生在学习过程中存在个体差异，教师需要关注学生的个体差异和学习需求，实施差异化教学。例如，教师可以针对不同层次的学生设置不同的学习目标和任务，提供个性化的学习指导和支持。教师还可以引导学生进行自主学习和合作学习，培养学生的自主学习能力和团队合作精神。加强家校合作，形成教育合力：教师可以通过家长会、家访等方式与家长保持密切联系，共同关注学生的学习情况和成长需求。教师还可以引导家长参与孩子的学习过程，提供必要的支持和帮助。通过家校合作，可以形成教育合力，共同促进学生的全面发展。通过创设情境、强化实验操作、注重知识整合、加强师生互动、关注个体差异和加强家校合作等策略，可以有效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实践能力、创新精神和思维能力，为学生的全面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“探索动物细胞工程的奥秘：生命观念、科学思维、科学探究与社会责任的融合实践”。围绕这一主题，通过四个子课题的学习活动，旨在使学生深入理解动物细胞工程的基本原理、技术流程及其在生命科学、医学、农业等领域的应用价值，同时培养学生的生命观念、科学思维、科学探究能力和社会责任感。五、大单元目标叙写高中生物学学科核心素养：（一）生命观念学生能够形成对动物细胞结构与功能相适应的观念，理解细胞培养、核移植、细胞融合及胚胎工程等过程中细胞的生命活动规律。学生能够运用结构与功能观、物质与能量观等生命观念，解释动物细胞工程中的关键步骤和现象，如细胞贴壁生长、接触抑制、细胞核的全能性等。（二）科学思维学生能够基于事实和证据，运用归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法，分析动物细胞工程中的科学问题，如细胞培养条件的优化、核移植成功率的影响因素等。学生能够利用模型与建模的方法，如构建细胞培养过程的数学模型，来阐释动物细胞工程中的复杂现象和机制。（三）科学探究学生能够针对动物细胞工程中的具体问题，设计并实施探究实验方案，如探究不同培养基对细胞生长的影响、优化核移植技术等。学生能够熟练运用各种实验工具和技术，如实验室常用仪器、显微操作技术等，进行科学探究，并准确记录和分析实验数据。（四）社会责任学生能够关注动物细胞工程在生命科学、医学、农业等领域的应用价值，认识到科技进步对社会发展和人类健康的重要贡献。学生能够基于生物学的基本观点，对动物细胞工程中的伦理和社会议题进行理性判断，如克隆动物的伦理问题、转基因动物的安全性问题等。学生能够积极参与科普宣传和社会实践活动，提高公众对动物细胞工程的认识和理解，促进科技与社会和谐发展。六、大单元教学重点动物细胞培养技术：重点讲解动物细胞培养的基本原理、过程、条件及应用价值，使学生掌握细胞培养的基本技能和知识。细胞核移植技术：深入分析细胞核移植的基本原理、过程、成功率的影响因素及应用价值，使学生理解细胞核的全能性和细胞质对细胞核发育的调控作用。细胞融合技术：详细阐述细胞融合的基本原理、方法、单克隆抗体的制备及应用价值，使学生掌握细胞融合技术的核心内容和实际应用。胚胎工程技术：系统介绍胚胎工程的基本原理、技术流程及应用价值，包括体外受精、胚胎移植、胚胎分割等关键技术，使学生全面了解胚胎工程在生命科学和医学领域的重要地位。生命观念的培养：通过动物细胞工程的学习，使学生形成对生命现象和生命活动规律的深刻认识，树立结构与功能相适应、物质与能量守恒等生命观念。科学思维与科学探究能力的培养：引导学生运用科学思维方法分析动物细胞工程中的科学问题，设计并实施探究实验方案，提高学生的科学探究能力和创新思维。社会责任感的培养：通过讨论动物细胞工程中的伦理和社会议题，引导学生关注科技进步对社会发展和人类健康的影响，培养学生的社会责任感和使命感。七、大单元教学难点细胞培养条件的优化：细胞培养过程中需要严格控制无菌、无毒条件，提供适宜的温度、湿度、pH值和气体环境等，这些条件的优化对学生来说具有一定的挑战性。细胞核移植成功率的提高：细胞核移植技术的成功率受多种因素影响，如供体细胞与受体细胞的匹配度、细胞质对细胞核发育的调控作用等，如何提高细胞核移植的成功率是一个难题。细胞融合技术的掌握：细胞融合技术需要特殊的诱导因素和操作技巧，如聚乙二醇处理、电流刺激或病毒诱导等，学生需要反复练习才能熟练掌握。胚胎工程技术的复杂性：胚胎工程技术涉及多个环节和关键技术，如体外受精、胚胎移植、胚胎分割等，这些技术的复杂性和高精度要求对学生来说是一个挑战。生命观念的深化理解：生命观念的形成需要学生深入理解生命现象和生命活动规律，这需要学生在实践中不断体验和感悟，对部分学生来说可能存在一定的难度。科学思维与科学探究能力的综合运用：科学思维与科学探究能力的培养需要学生将所学知识综合运用到实际问题的解决中，这需要学生具备一定的创新思维和实践能力。社会责任感的内化与行动：社会责任感的培养需要学生将所学知识和社会实践相结合，形成自己的价值判断和行为准则，这需要学生在日常生活中不断践行和反思。教学策略与措施采用案例教学：通过选取典型的动物细胞工程案例，如“多莉”羊的克隆、单克隆抗体的制备等，引导学生深入分析案例中的科学问题和解决方案，培养学生的科学思维和科学探究能力。开展探究实验：设计并实施一系列探究实验，如探究不同培养基对细胞生长的影响、优化核移植技术等，让学生在实验中体验科学探究的过程和方法，提高学生的实验技能和创新能力。组织小组讨论：针对动物细胞工程中的伦理和社会议题，组织学生开展小组讨论和交流活动，引导学生发表自己的观点和看法，培养学生的批判性思维和口头表达能力。利用信息技术手段：充分利用多媒体、网络等信息技术手段，提供丰富的教学资源和互动平台，激发学生的学习兴趣和积极性，提高教学效果和学习效率。加强实践教学环节：加强与科研机构、医院、企业等单位的合作与交流，为学生提供更多的实践机会和平台，让学生在实践中深化对动物细胞工程的理解和认识。注重评价与反馈：建立多元化的评价体系和反馈机制，关注学生的学习过程和结果，及时发现和解决问题，促进学生的全面发展。通过以上教学策略和措施的实施，旨在使学生深入理解动物细胞工程的基本原理和技术流程，培养学生的生命观念、科学思维、科学探究能力和社会责任感，为学生的未来发展奠定坚实的基础。八、大单元整体教学思路一、引言《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》明确指出，生物学课程旨在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。在《第三章动物细胞工程》的教学中，我们将围绕这四个方面，通过具体的教学内容和活动，帮助学生深入理解动物细胞工程的基本原理、技术应用及其社会影响，从而全面提升学生的生物学学科核心素养。二、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解动物细胞的基本结构和功能，认识到细胞培养、核移植、细胞融合和胚胎工程等技术对细胞结构和功能的影响。通过学习动物细胞培养的过程，学生能够理解细胞在体外环境中的生长、增殖和分化规律，形成对细胞生命活动的系统认识。通过探讨细胞核移植技术，学生能够认识到细胞核是遗传信息的载体，理解细胞核在细胞生命活动中的核心作用。进化与适应观：学生能够了解动物细胞工程技术在生物进化中的应用，如通过基因编辑技术改变生物的遗传特性，促进生物的适应性进化。通过分析克隆动物的成功案例，学生能够理解生物体通过细胞核移植技术实现遗传信息的复制和传递，进一步认识生物进化的多样性和复杂性。稳态与平衡观：学生能够认识到动物细胞在培养过程中需要维持稳态，包括适宜的温度、pH值、营养物质等环境条件，以维持细胞的正常生长和增殖。通过学习胚胎工程技术，学生能够理解胚胎在发育过程中需要维持内环境的稳态，以确保胚胎的正常发育和分化。物质与能量观：学生能够理解动物细胞在生长和增殖过程中需要消耗能量和营养物质，了解细胞代谢的基本过程。通过分析动物细胞培养的培养基成分，学生能够认识到不同营养物质在细胞代谢中的作用，以及它们如何影响细胞的生长和增殖。（二）科学思维归纳与概括：学生能够通过观察和分析动物细胞培养的实验现象，归纳出细胞生长和增殖的基本规律。通过对比不同培养条件下细胞的生长情况，学生能够概括出影响细胞生长和增殖的主要因素。演绎与推理：学生能够根据已知的生物学原理，演绎出动物细胞工程技术在实际应用中的可能性。通过分析克隆动物的遗传特性，学生能够推理出细胞核移植技术在遗传育种中的应用前景。模型与建模：学生能够利用数学模型模拟动物细胞在培养过程中的生长和增殖情况，加深对细胞代谢过程的理解。通过构建细胞融合和核移植的模拟实验，学生能够更直观地理解这些技术的原理和过程。批判性思维：学生能够批判性地评估动物细胞工程技术在实际应用中的利弊，形成自己的独立见解。通过讨论转基因生物的安全性和伦理问题，学生能够培养自己的批判性思维能力，学会从多个角度审视科学问题。创造性思维：学生能够结合所学知识，创造性地提出新的动物细胞工程技术应用方案。通过参与探究性学习活动，学生能够发挥自己的创造力，设计出具有创新性的实验方案。（三）科学探究问题发现：学生能够通过观察和分析动物细胞培养的实验现象，发现其中存在的问题和异常现象。通过参与探究性学习活动，学生能够主动提出与动物细胞工程技术相关的问题，并尝试寻找答案。实验设计：学生能够根据科学探究的一般步骤，设计并实施与动物细胞工程技术相关的实验。在实验设计过程中，学生能够合理选择实验材料、仪器和方法，确保实验的可行性和有效性。数据收集与分析：学生能够准确收集实验数据，并运用统计学方法对数据进行处理和分析。通过分析实验数据，学生能够得出科学的结论，并验证自己的假设和预测。结果交流与讨论：学生能够将自己的实验结果以口头或书面的形式呈现出来，与同学和老师进行交流和讨论。在交流过程中，学生能够积极表达自己的观点和见解，同时也能够倾听他人的意见和建议。（四）社会责任参与社会议题讨论：学生能够关注与动物细胞工程技术相关的社会议题，如转基因生物的安全性和伦理问题等。通过参与社会议题讨论，学生能够了解不同人群对这些问题的看法和态度，并形成自己的独立见解。宣传生物学知识：学生能够将所学的动物细胞工程技术知识应用到实际生活中，向他人宣传生物学知识。通过参与科普活动或志愿服务活动，学生能够提高自己的社会责任感和服务意识。关注生物技术应用的社会影响：学生能够认识到动物细胞工程技术在社会经济发展中的重要作用，同时也关注其可能带来的负面影响。通过分析生物技术应用的社会影响，学生能够形成对科学技术的全面认识，学会从多个角度审视科学问题。三、教学内容与活动设计（一）第一节细胞培养是动物细胞工程的基础教学内容：动物细胞培养的基本原理和方法。细胞培养的应用价值及其在医药、食品等领域的应用。教学活动设计：实验活动：组织学生进行动物细胞培养实验，观察细胞在体外环境中的生长和增殖情况。案例分析：通过分析具体案例，如皮肤细胞培养用于治疗烧伤患者等，让学生了解细胞培养的应用价值。小组讨论：引导学生讨论细胞培养过程中可能遇到的问题及其解决方案。（二）第二节通过细胞核移植克隆动物教学内容：细胞核移植技术的基本原理和方法。克隆动物的成功案例及其遗传特性分析。教学活动设计：视频观看：播放克隆动物的相关视频资料，让学生了解克隆技术的实际应用情况。模拟实验：组织学生进行细胞核移植的模拟实验，加深对克隆技术的理解。辩论活动：围绕克隆技术的伦理问题展开辩论活动，培养学生的批判性思维能力。（三）第三节通过细胞融合可产生具有新特性的细胞教学内容：细胞融合技术的基本原理和方法。单克隆抗体的制备及其应用价值。教学活动设计：实验活动：组织学生进行细胞融合实验，观察细胞融合后的生长和增殖情况。案例分析：通过分析单克隆抗体的制备过程和应用案例，让学生了解细胞融合技术的实际应用价值。研究报告撰写：要求学生撰写关于细胞融合技术的研究报告，培养其科研能力和文字表达能力。（四）第四节对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体教学内容：胚胎工程技术的基本原理和方法。胚胎移植、体外受精和胚胎分割等技术的应用。教学活动设计：视频观看：播放胚胎工程技术的相关视频资料，让学生了解胚胎工程技术的实际应用情况。模拟实验：组织学生进行胚胎移植和体外受精的模拟实验，加深对胚胎工程技术的理解。社会调查：要求学生进行关于胚胎工程技术应用的社会调查活动，了解其在实际生活中的应用情况和社会影响。（五）本章小结教学内容：总结动物细胞工程技术的基本原理和应用价值。强调生物学学科核心素养在动物细胞工程技术学习中的重要性。教学活动设计：总结汇报：组织学生进行本章内容的总结汇报活动，回顾所学知识并分享学习心得。反思与展望：引导学生反思在学习过程中存在的问题和不足，并展望未来的学习方向和目标。综合评价：通过综合评价学生的学习表现和成果，了解其生物学学科核心素养的发展情况，并给出针对性的改进建议。四、教学方法与策略情境教学法：通过创设具体的教学情境，如细胞培养实验室、克隆技术研究中心等，让学生在真实或模拟的环境中学习和探究动物细胞工程技术。探究式学习法：引导学生通过提出问题、设计实验、收集数据、分析结果等过程进行探究式学习，培养其科学探究能力和创新思维能力。合作学习法：组织学生进行小组合作学习活动，通过分工协作、互相交流等方式共同完成学习任务，培养其团队合作能力和沟通能力。信息技术融合法：充分利用信息技术手段，如多媒体教学软件、虚拟实验平台等，提高教学效果和学生的学习兴趣。五、教学评价与反馈过程性评价：关注学生在学习过程中的表现和进步情况，通过课堂观察、小组讨论、实验记录等方式进行过程性评价。总结性评价：通过考试、测验、作业等方式对学生进行总结性评价，了解其掌握生物学知识和技能的情况。反馈与改进：根据学生的学习表现和反馈意见及时调整教学策略和方法，确保教学目标的实现和教学效果的优化。六、总结与展望通过《第三章动物细胞工程》的教学设计与实施，我们旨在全面提升学生的生物学学科核心素养。在未来的教学过程中，我们将继续探索和创新教学方法与策略，不断优化教学内容和活动设计，为培养具有创新精神和实践能力的生物学人才贡献自己的力量。我们也期待与同行们共同交流和分享教学经验与心得，共同推动生物学教育的改革与发展。九、学业评价一、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版浙科版高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》第三章《动物细胞工程》的教学内容，设定以下教学目标，旨在全面促进学生生物学学科核心素养的发展。（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解动物细胞的结构特点及其在细胞培养、核移植、细胞融合及胚胎工程中的应用，认识到细胞结构与其功能之间的紧密联系。进化与适应观：通过了解动物细胞工程的发展历程，学生能够认识到生物技术的不断进步是适应社会发展需求的体现，理解生物进化与技术进步的相互关系。稳态与平衡观：学生能理解动物细胞在体外培养过程中需要维持的稳定内环境，以及胚胎在发育过程中如何通过自身调节维持稳态。物质与能量观：学生能够理解细胞培养过程中营养物质的供应与细胞代谢的关系，以及能量在细胞生命活动中的作用。（二）科学思维归纳与概括：学生能够通过对动物细胞工程各技术环节的学习，归纳总结出细胞培养、核移植、细胞融合及胚胎工程的基本原理和操作步骤。演绎与推理：学生能够根据所学的生物学原理，推理出动物细胞工程在医药、农业等领域的应用前景，以及可能面临的问题和挑战。模型与建模：学生能够利用细胞模型、实验数据等构建动物细胞工程的相关模型，加深对生物学概念的理解。批判性思维：学生能够批判性地分析动物细胞工程领域的研究成果，识别其中的科学问题和争议点，提出自己的见解和解决方案。（三）科学探究问题发现：学生能够在动物细胞工程的学习过程中，发现并提出与细胞培养、核移植、细胞融合及胚胎工程相关的问题。实验设计：学生能够根据探究目的，设计并实施与动物细胞工程相关的实验，包括细胞培养实验、核移植实验模拟、细胞融合实验模拟等。数据收集与分析：学生能够收集实验数据，并运用统计学方法对数据进行处理和分析，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，清晰地表达实验结果，与他人进行交流和讨论，共同解决探究过程中遇到的问题。（四）社会责任科学伦理：学生能够理解动物细胞工程领域涉及的伦理问题，如克隆动物的伦理争议、转基因生物的安全性等，形成正确的科学伦理观。社会参与：学生能够关注动物细胞工程领域的社会热点议题，如基因编辑婴儿事件等，积极参与讨论，提出自己的见解和建议。环境保护：学生能够认识到动物细胞工程在环境保护方面的应用潜力，如利用细胞培养技术生产生物降解材料等，形成环境保护意识。健康生活方式：学生能够了解动物细胞工程在医药领域的应用，如利用单克隆抗体治疗疾病等，形成健康的生活方式和科学的用药观念。二、学习目标设定细胞培养是动物细胞工程的基础生命观念：理解动物细胞培养的基本原理和条件，认识细胞培养在动物细胞工程中的重要地位。科学思维：能够归纳总结细胞培养过程中需要控制的关键因素，如温度、pH值、无菌条件等。科学探究：通过模拟细胞培养实验，掌握细胞培养的基本操作技能，学会观察和分析细胞生长状况。社会责任：了解细胞培养技术在医药、食品等领域的应用，认识其对人类社会的贡献。通过细胞核移植克隆动物生命观念：理解动物细胞核移植的基本原理和过程，认识细胞核在细胞遗传信息传递中的核心作用。科学思维：能够运用所学的生物学原理，推理出克隆动物与供体动物之间的遗传关系。科学探究：通过模拟细胞核移植实验，掌握细胞核移植的基本操作技能，了解克隆动物的培育过程。社会责任：讨论克隆动物的伦理问题，形成正确的科学伦理观和社会责任感。通过细胞融合可产生具有新特性的细胞生命观念：理解动物细胞融合的基本原理和过程，认识细胞融合在制备单克隆抗体等方面的应用。科学思维：能够分析细胞融合过程中涉及的生物学原理，如细胞膜的流动性、细胞融合后的遗传特性等。科学探究：通过模拟细胞融合实验，掌握细胞融合的基本操作技能，了解单克隆抗体的制备过程。社会责任：关注单克隆抗体在临床诊断和治疗中的应用，认识其对人类健康的贡献。对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体生命观念：理解动物胚胎工程的基本原理和过程，认识胚胎在动物繁殖和遗传改良中的重要作用。科学思维：能够分析胚胎移植、体外受精等胚胎工程技术涉及的生物学原理和操作要点。科学探究：通过模拟胚胎移植实验或观看相关视频资料，了解胚胎移植的基本过程和应用前景。社会责任：讨论胚胎工程技术的伦理问题和社会影响，形成正确的科学伦理观和社会责任感。本章小结生命观念：总结动物细胞工程的基本原理和技术手段，认识其在医药、农业等领域的应用前景。科学思维：能够运用所学的生物学原理，分析动物细胞工程领域的研究热点和争议点。科学探究：回顾本章所学的实验技能和方法，为未来的科学探究活动打下基础。社会责任：关注动物细胞工程领域的社会热点议题，积极参与讨论和实践活动，为人类的可持续发展贡献自己的力量。三、评价目标设定（一）生命观念评价要点：学生能够准确描述动物细胞的结构特点及其在细胞培养、核移植、细胞融合及胚胎工程中的应用；能够运用结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等生命观念分析动物细胞工程的相关问题。评价方式：通过课堂提问、作业批改、小组讨论等方式进行评价。例如，教师可以提问学生“动物细胞培养需要哪些基本条件？”等问题，以考查学生对细胞培养原理的理解；或者通过批改学生撰写的关于动物细胞工程应用的小论文，评价学生运用生命观念分析问题的能力。（二）科学思维评价要点：学生能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等科学思维方法分析动物细胞工程的相关问题；能够基于所学的生物学原理，推理出动物细胞工程在医药、农业等领域的应用前景和可能面临的问题。评价方式：通过实验操作、案例分析、科学探究报告等方式进行评价。例如，教师可以组织学生进行细胞培养实验或模拟细胞核移植实验，评价学生的实验操作技能和科学思维能力；或者通过分析学生撰写的科学探究报告，评价学生运用科学思维方法解决问题的能力。（三）科学探究评价要点：学生能够提出与动物细胞工程相关的问题，并设计实验方案进行探究；能够收集实验数据并运用统计学方法进行分析；能够以口头或书面形式清晰地表达实验结果，与他人进行交流和讨论。评价方式：通过实验报告、口头报告、实验操作技能考核等方式进行评价。例如，教师可以要求学生撰写关于动物细胞融合或胚胎移植的实验报告，评价学生的实验设计、数据分析和结果表达能力；或者通过组织学生进行口头报告和实验操作技能考核，评价学生的科学探究能力和团队协作能力。（四）社会责任评价要点：学生能够理解动物细胞工程领域涉及的伦理问题和社会影响，形成正确的科学伦理观和社会责任感；能够关注动物细胞工程领域的社会热点议题，积极参与讨论和实践活动。评价方式：通过小组讨论、社会实践活动、科普宣传等方式进行评价。例如，教师可以组织学生进行小组讨论，就克隆动物的伦理问题发表自己的见解；或者鼓励学生参与社会实践活动和科普宣传活动，将所学的生物学知识应用于实际生活中，为人类的可持续发展贡献自己的力量。四、评价实施建议注重过程性评价：在动物细胞工程的教学过程中，教师应注重对学生的学习过程进行评价。通过观察学生在课堂上的表现、实验操作技能、小组讨论参与度等方面的情况，及时了解学生的学习状况和需求，为后续的教学调整提供依据。强化实践性评价：动物细胞工程是一门实践性很强的学科，教师应通过实验操作、科学探究报告等方式强化对学生的实践性评价。通过实验操作考核和科学探究报告的撰写与展示，评价学生的实践能力和科学探究能力。倡导多元化评价：在评价过程中，教师应倡导多元化评价方式，包括课堂提问、作业批改、小组讨论、实验操作考核、科学探究报告撰写与展示等多种方式。通过多元化评价方式的应用，全面了解学生的学习状况和核心素养发展水平。关注学生个体差异：在评价过程中，教师应关注学生的个体差异和多元化发展需求。对于不同层次的学生，教师应采用不同的评价标准和方法进行评价，以激发学生的学习积极性和自信心。教师还应鼓励学生进行自我评价和同伴评价，培养学生的自我反思能力和团队协作能力。通过以上评价目标的设定和实施建议的提出，旨在全面促进学生生物学学科核心素养的发展，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、大单元实施思路在高中生物学选择性必修3《生物技术与工程》的《第三章动物细胞工程》教学中，本单元旨在通过一系列丰富的教学活动，引导学生深入理解动物细胞工程的基本原理、技术应用及其在社会实践中的重要意义。实施思路围绕“生命观念、科学思维、科学探究、社会责任”四个核心素养展开，通过理论讲解、实验操作、案例分析、小组讨论等多种教学方式，促进学生的全面发展。具体实施思路如下：整体规划，分步实施：将本章内容分为四个主要部分：细胞培养是动物细胞工程的基础、通过细胞核移植克隆动物、通过细胞融合可产生具有新特性的细胞、对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体。每部分教学内容都围绕核心素养设定具体的教学目标，设计相应的教学活动。理论联系实际，强化实践：在理论讲解的基础上，增加实验操作环节，如动物细胞培养、核移植技术模拟、细胞融合实验等，让学生在实践中深化理解。通过案例分析，让学生了解动物细胞工程在医药、农业、环境保护等领域的应用，增强学习的现实意义。小组合作，促进交流：组织小组讨论，鼓励学生就动物细胞工程的技术原理、应用前景、伦理问题等进行深入探讨，培养学生的团队协作能力和批判性思维。通过小组汇报的形式，展示学习成果，提升学生的表达能力和自信心。注重评价，及时反馈：采用多元化评价方式，包括课堂表现、实验操作、小组讨论、作业完成情况等，全面了解学生的学习情况。及时反馈评价结果，针对学生的学习困难和问题，提供个性化的指导和帮助。二、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解动物细胞的结构特点与其在细胞培养、核移植、细胞融合等过程中的功能关系。通过案例分析，学生能够认识到动物细胞工程在维持生物体稳态、促进生物体发育等方面的重要作用。进化与适应观：学生能够理解动物细胞工程是生物技术在进化过程中的一种应用，体现了人类对自然界的适应和改造。通过了解动物细胞工程的发展历史，学生能够认识到科技进步在推动生物学发展中的重要作用。稳态与平衡观：学生能够理解动物细胞在培养过程中的稳态调节机制，如pH调节、温度控制等。通过实验操作，学生能够观察到细胞在培养过程中的生长和分裂现象，理解细胞增殖与稳态维持的关系。物质与能量观：学生能够理解动物细胞在培养过程中所需的营养物质和能量来源，以及细胞如何通过代谢活动维持生命活动。通过分析细胞培养液的成分和作用，学生能够认识到物质与能量在细胞生命活动中的重要性。（二）科学思维归纳与概括：学生能够从动物细胞工程的具体技术中归纳出共性的科学原理和方法。通过案例分析，学生能够概括出动物细胞工程在不同领域的应用特点和优势。演绎与推理：学生能够根据已学的科学原理和方法，推演出动物细胞工程在新领域的应用可能性。通过小组讨论，学生能够运用演绎推理的方法，探讨动物细胞工程的伦理问题和潜在风险。模型与建模：学生能够建立动物细胞培养、核移植、细胞融合等过程的数学模型或物理模型，以直观展示其科学原理。通过实验操作，学生能够运用模型与建模的方法，分析和解决细胞培养过程中的实际问题。批判性思维：学生能够批判性地分析动物细胞工程的相关文献和资料，评价其科学性和可靠性。通过小组讨论和汇报，学生能够就动物细胞工程的伦理问题和技术挑战提出自己的见解和观点。（三）科学探究问题发现：学生能够在学习过程中主动发现问题，如动物细胞培养过程中的污染问题、核移植技术的成功率问题等。通过实验操作，学生能够观察并记录实验现象，发现实验中可能出现的问题和异常。实验设计：学生能够根据科学原理和方法，设计合理的实验方案，以探究动物细胞工程的相关问题。通过小组讨论和教师指导，学生能够不断完善实验方案，提高实验的可行性和科学性。证据收集：学生能够通过实验操作、文献查阅等方式收集相关证据，以支持自己的科学观点和结论。通过小组汇报和课堂展示，学生能够分享自己的实验数据和文献资料，与其他同学进行交流和讨论。结论得出：学生能够根据实验数据和文献资料，运用科学思维方法得出合理的结论。通过撰写实验报告和论文，学生能够系统地整理和分析实验数据，得出具有科学价值的结论。（四）社会责任环境保护意识：学生能够认识到动物细胞工程在环境保护和可持续发展方面的重要作用。通过案例分析，学生能够了解动物细胞工程在污水处理、生物修复等领域的应用前景。伦理道德观念：学生能够树立正确的伦理道德观念，关注动物细胞工程中的伦理问题和社会影响。通过小组讨论和汇报，学生能够就动物细胞工程的伦理问题提出自己的见解和观点，形成理性的社会判断。健康生活理念：学生能够了解动物细胞工程在医药领域的应用前景，树立正确的健康生活理念。通过案例分析，学生能够认识到动物细胞工程在疾病治疗、疫苗生产等方面的重要作用。社会参与意识：学生能够积极参与动物细胞工程相关的社会实践活动，如科普宣传、志愿服务等。通过小组合作和汇报展示，学生能够提升自己的社会参与意识和团队协作能力。三、教学结构图++|第三章动物细胞工程|++|一、细胞培养是基础||-生命观念：结构与功能观||-科学思维：归纳与概括||-科学探究：问题发现与实验设计||-社会责任：环境保护意识|++|二、通过细胞核移植克隆动物||-生命观念：进化与适应观||-科学思维：演绎与推理||-科学探究：证据收集与结论得出||-社会责任：伦理道德观念|++|三、通过细胞融合产生新特性细胞||-生命观念：稳态与平衡观||-科学思维：模型与建模||-科学探究：实验设计与操作||-社会责任：健康生活理念|++|四、处理早期胚胎或配子获目标个体||-生命观念：物质与能量观||-科学思维：批判性思维||-科学探究：数据分析与讨论||-社会责任：社会参与意识|++|本章小结||-回顾与总结本章内容||-拓展与延伸相关知识||-强调核心素养的培养|++四、具体教学实施步骤（一）细胞培养是动物细胞工程的基础理论讲解：介绍动物细胞培养的基本原理、方法和应用。讲解细胞培养过程中所需的营养物质、环境条件等。实验操作：组织学生进行动物细胞培养实验，观察并记录细胞生长和分裂现象。指导学生进行细胞培养液的配制和消毒操作。案例分析：分析动物细胞培养在医药、农业等领域的应用案例。讨论细胞培养过程中的污染问题和解决方法。小组讨论：学生就细胞培养的技术原理、应用前景等问题进行讨论。小组汇报讨论结果，与其他同学进行交流和分享。（二）通过细胞核移植克隆动物理论讲解：介绍细胞核移植的基本原理、方法和应用。讲解核移植技术在克隆动物方面的应用案例。实验操作：组织学生进行核移植技术模拟实验，了解核移植的基本流程。指导学生进行细胞融合和核移植操作练习。案例分析：分析核移植技术在克隆动物方面的成功案例和潜在风险。讨论核移植技术的伦理问题和社会影响。小组讨论：学生就核移植技术的科学原理、应用前景和伦理问题进行讨论。小组汇报讨论结果，与其他同学进行交流和分享。（三）通过细胞融合产生具有新特性的细胞理论讲解：介绍细胞融合的基本原理、方法和应用。讲解细胞融合在单克隆抗体生产等方面的应用案例。实验操作：组织学生进行细胞融合实验，观察并记录细胞融合现象。指导学生进行细胞融合液的配制和融合操作。案例分析：分析细胞融合在单克隆抗体生产等方面的成功案例和潜在风险。讨论细胞融合技术的创新点和发展趋势。小组讨论：学生就细胞融合技术的科学原理、应用前景和创新点进行讨论。小组汇报讨论结果，与其他同学进行交流和分享。（四）对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体理论讲解：介绍动物早期胚胎和配子的处理方法和应用。讲解胚胎工程和基因编辑技术的基本原理和应用案例。实验操作：组织学生进行胚胎移植和基因编辑技术模拟实验，了解其基本流程。指导学生进行胚胎培养和移植操作练习。案例分析：分析胚胎工程和基因编辑技术在农业生产、疾病治疗等方面的成功案例和潜在风险。讨论这些技术的伦理问题和社会影响。小组讨论：学生就胚胎工程和基因编辑技术的科学原理、应用前景和伦理问题进行讨论。小组汇报讨论结果，与其他同学进行交流和分享。（五）本章小结回顾与总结：回顾本章所学内容，总结动物细胞工程的基本原理、方法和应用。强调本章重点难点和易错点，帮助学生巩固所学知识。拓展与延伸：拓展相关知识领域，介绍动物细胞工程在生物医药、环境保护等方面的最新进展。引导学生关注动物细胞工程的伦理问题和社会影响，培养正确的价值观和伦理观。强调核心素养的培养：强调生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养在动物细胞工程学习中的重要性。鼓励学生将所学知识应用于实际生活中，提升解决问题的能力和创新能力。通过以上详细的教学实施步骤，旨在帮助学生全面理解动物细胞工程的基本原理、技术应用及其在社会实践中的重要意义，同时培养学生的核心素养和综合能力。十一、大情境、大任务创设一、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解动物细胞的结构特点及其在细胞培养、核移植、细胞融合等过程中的功能关系。通过观察和分析动物细胞在不同培养条件下的生长状态，学生能够认识到细胞结构与功能之间的紧密联系，以及这种关系在动物细胞工程中的重要意义。稳态与平衡观：学生能够理解动物细胞在培养过程中的稳态调节机制，如pH调节、温度控制等。通过实验操作，学生能够观察到细胞在培养过程中的生长和分裂现象，理解细胞增殖与稳态维持的关系，以及这种稳态调节对细胞工程实验成功的重要性。物质与能量观：学生能够理解动物细胞在培养过程中所需的营养物质和能量来源，以及细胞如何通过代谢活动维持生命活动。通过分析细胞培养液的成分和作用，学生能够认识到物质与能量在细胞生命活动中的重要性，以及这种理解在优化细胞培养条件中的应用。进化与适应观：在细胞核移植和克隆动物的学习中，学生能够认识到动物细胞核的全能性，以及细胞质在调控细胞核发育中的作用。通过了解克隆技术的发展历程和应用前景，学生能够理解生物进化的多样性和适应性，以及这种适应性在生物技术中的应用。（二）科学思维归纳与概括：学生能够从动物细胞工程的具体技术中归纳出共性的科学原理和方法。通过案例分析，学生能够概括出动物细胞工程在不同领域的应用特点和优势，以及这些技术在解决实际问题中的共同规律。演绎与推理：学生能够运用所学的生物学知识和科学原理，对动物细胞工程中的实验现象和结果进行推理和解释。通过设计并实施简单的实验方案，学生能够验证自己的假设，并进一步深化对动物细胞工程技术的理解。模型与建模：学生能够利用数学模型或物理模型来模拟动物细胞在培养过程中的生长和分裂现象。通过构建和分析模型，学生能够更好地理解细胞培养的条件和过程，以及这些条件对细胞生长和分裂的影响。批判性思维：学生能够对动物细胞工程中的实验设计、数据分析和结果解释进行批判性思考。通过小组讨论和辩论，学生能够识别实验设计中的潜在问题，并提出改进建议，从而提高自己的科学思维能力和实验设计能力。（三）科学探究问题发现与实验设计：学生能够基于现实生活中的生物学问题，提出具有探究价值的问题，并设计相应的实验方案来验证自己的假设。在细胞培养的实验中，学生能够发现影响细胞生长和分裂的因素，并设计实验来探究这些因素的作用机制。证据收集与结论得出：学生能够通过实验操作、数据收集和分析来得出科学的结论。在细胞核移植和克隆动物的实验中，学生能够收集和分析实验数据，验证细胞核的全能性和细胞质的调控作用，并得出相应的科学结论。数据分析与讨论：学生能够运用统计学方法对实验数据进行处理和分析，并通过图表等形式直观地展示实验结果。在小组讨论中，学生能够与他人分享自己的实验数据和结论，并进行深入的讨论和交流，从而提高自己的科学探究能力和团队协作能力。（四）社会责任环境保护意识：学生能够认识到动物细胞工程技术在医药、农业、环境保护等领域的应用价值，以及这些技术对环境可能产生的影响。通过了解细胞培养过程中的废弃物处理和资源回收等问题，学生能够增强自己的环境保护意识，并积极参与到环保行动中。伦理道德观念：学生能够理解动物细胞工程技术在应用过程中涉及的伦理道德问题，如克隆技术的伦理争议、基因编辑技术的潜在风险等。通过小组讨论和案例分析，学生能够形成正确的伦理道德观念，并在日常生活中积极践行这些观念。健康生活理念：学生能够了解动物细胞工程技术在医药领域的应用前景，如单克隆抗体在疾病诊断和治疗中的应用等。通过了解这些技术的应用和潜在风险，学生能够形成健康的生活理念，并积极关注自己的身体健康和疾病预防。社会参与意识：学生能够积极参与与动物细胞工程技术相关的社会议题讨论和实践活动。通过了解这些技术在社会中的应用和影响，学生能够增强自己的社会参与意识，并积极为社会的可持续发展贡献自己的力量。二、大情境创设（一）情境背景在当今社会，随着生物技术的迅猛发展，动物细胞工程技术已经在医药、农业、环境保护等领域展现出巨大的应用潜力。这些技术的应用也伴随着一系列的科学、伦理和社会问题。为了让学生更好地理解和应用这些技术，我们创设了一个以“探索动物细胞工程技术的奥秘”为主题的大情境。（二）情境描述在一个虚构的“生物科技研发中心”，学生们将扮演一群年轻的生物科技研究者。他们的任务是利用动物细胞工程技术来解决一系列实际问题，如提高药物生产效率、培育优良种畜、拯救濒危动物等。在这个过程中，学生们将深入了解动物细胞工程的基本原理和技术应用，并积极参与到实验设计、数据分析和结果讨论等环节中。三、大任务创设（一）任务一：细胞培养技术的探索与应用任务目标：掌握动物细胞培养的基本原理和技术方法，了解细胞培养在医药、农业等领域的应用价值。任务内容：实验操作：学生们将在实验室中进行动物细胞的培养实验，包括原代培养和传代培养等。他们需要观察并记录细胞在不同培养条件下的生长状态，分析影响细胞生长和分裂的因素。案例分析：学生们将分析细胞培养技术在医药领域的应用案例，如利用细胞培养技术生产疫苗、单克隆抗体等。他们需要了解这些技术的应用原理和优势，并讨论这些技术在实际应用中的潜在风险。小组讨论：学生们将分组讨论细胞培养技术的改进方向和应用前景。他们需要结合所学知识和实验结果，提出自己的见解和建议，并与他人进行交流和分享。任务评价：通过实验操作、案例分析和小组讨论等环节，评价学生对细胞培养技术的掌握程度和应用能力。关注学生的实验设计能力和团队协作能力等方面的表现。（二）任务二：细胞核移植技术的探索与应用任务目标：掌握动物细胞核移植的基本原理和技术方法，了解细胞核移植在克隆动物、治疗性克隆等领域的应用价值。任务内容：实验操作：学生们将在实验室中进行动物细胞核移植的实验操作，包括卵细胞的去核、体细胞核的移植和重组细胞的发育等。他们需要观察并记录重组细胞的生长和发育情况，分析影响细胞核移植成功率的因素。案例分析：学生们将分析细胞核移植技术在克隆动物领域的应用案例，如克隆羊“多莉”的诞生过程等。他们需要了解这些技术的应用原理和优势，并讨论这些技术在伦理和社会方面的争议。小组讨论：学生们将分组讨论细胞核移植技术的改进方向和应用前景。他们需要结合所学知识和实验结果，提出自己的见解和建议，并与他人进行交流和分享。任务评价：通过实验操作、案例分析和小组讨论等环节，评价学生对细胞核移植技术的掌握程度和应用能力。关注学生的实验设计能力和团队协作能力等方面的表现。（三）任务三：细胞融合技术的探索与应用任务目标：掌握动物细胞融合的基本原理和技术方法，了解细胞融合在单克隆抗体生产等领域的应用价值。任务内容：实验操作：学生们将在实验室中进行动物细胞融合的实验操作，包括细胞融合剂的选择、细胞融合条件的优化和杂交瘤细胞的筛选等。他们需要观察并记录融合细胞的生长和分裂情况，分析影响细胞融合效率的因素。案例分析：学生们将分析细胞融合技术在单克隆抗体生产领域的应用案例，如利用杂交瘤技术生产单克隆抗体等。他们需要了解这些技术的应用原理和优势，并讨论这些技术在疾病诊断和治疗中的应用前景。小组讨论：学生们将分组讨论细胞融合技术的改进方向和应用前景。他们需要结合所学知识和实验结果，提出自己的见解和建议，并与他人进行交流和分享。任务评价：通过实验操作、案例分析和小组讨论等环节，评价学生对细胞融合技术的掌握程度和应用能力。关注学生的实验设计能力和团队协作能力等方面的表现。（四）任务四：胚胎工程技术的探索与应用任务目标：掌握动物胚胎工程的基本原理和技术方法，了解胚胎工程在优良种畜培育、濒危动物拯救等领域的应用价值。任务内容：实验操作：学生们将在实验室中进行动物胚胎移植和胚胎分割的实验操作，包括胚胎的采集、培养和移植等。他们需要观察并记录胚胎的生长和发育情况，分析影响胚胎移植成功率的因素。案例分析：学生们将分析胚胎工程技术在优良种畜培育领域的应用案例，如利用胚胎移植技术快速繁殖优良种畜等。他们需要了解这些技术的应用原理和优势，并讨论这些技术在农业生产中的应用前景。小组讨论：学生们将分组讨论胚胎工程技术的改进方向和应用前景。他们需要结合所学知识和实验结果，提出自己的见解和建议，并与他人进行交流和分享。任务评价：通过实验操作、案例分析和小组讨论等环节，评价学生对胚胎工程技术的掌握程度和应用能力。关注学生的实验设计能力和团队协作能力等方面的表现。四、大任务实施与评估（一）任务实施任务分配：根据学生的学习兴趣和能力水平，将学生分成若干小组，每组负责完成一个具体的任务。每个小组需要明确任务目标、任务内容和任务分工等。实验操作：在实验室中，学生们将按照实验方案进行实验操作。教师需要提供必要的实验材料和设备支持，并指导学生进行实验设计和数据记录等。案例分析：学生们将通过分析相关的案例资料，了解动物细胞工程技术在不同领域的应用情况。教师需要提供案例资料和背景信息支持，并引导学生进行深入的分析和讨论。小组讨论：学生们将分组进行讨论和交流。他们需要结合所学知识和实验结果，提出自己的见解和建议，并与他人进行分享和辩论。教师需要关注学生的讨论情况和参与程度等。（二）任务评估实验操作评估：通过实验操作过程的表现和实验结果的准确性等方面来评价学生的实验操作能力。关注学生的实验设计能力和实验安全意识等方面的表现。案例分析评估：通过案例分析的深度和广度等方面来评价学生的分析能力和批判性思维能力。关注学生的知识掌握程度和信息处理能力等方面的表现。小组讨论评估：通过小组讨论的活跃程度和参与度等方面来评价学生的团队协作能力和沟通表达能力。关注学生的见解和建议的创新性和实用性等方面的表现。通过创设以“探索动物细胞工程技术的奥秘”为主题的大情境和大任务，我们可以有效地促进学生对动物细胞工程技术的理解和掌握程度。通过实验操作、案例分析和小组讨论等环节的实施和评估，我们可以全面提高学生的生物学学科核心素养和综合能力水平。十二、单元学历案（一）单元主题与课时单元主题：动物细胞工程课时设计：第1课时：细胞培养是动物细胞工程的基础第2课时：通过细胞核移植克隆动物第3课时：通过细胞融合可产生具有新特性的细胞第4课时：对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体第5课时：本章小结与拓展延伸（二）学习目标教学目标本单元旨在通过一系列教学活动，引导学生深入理解动物细胞工程的基本原理、技术应用及其在社会实践中的重要意义，全面培养学生的生物学学科核心素养。学习目标设定生命观念理解动物细胞的结构特点与其在细胞培养、核移植、细胞融合等过程中的功能关系，形成结构与功能相适应的观念。认识到动物细胞在培养过程中的稳态调节机制，如pH调节、温度控制等，形成稳态与平衡观。理解动物细胞在培养过程中所需的营养物质和能量来源，以及细胞如何通过代谢活动维持生命活动，形成物质与能量观。通过了解动物细胞工程的发展历史，认识到科技进步在推动生物学发展中的重要作用，形成进化与适应观。科学思维能够从动物细胞工程的具体技术中归纳出共性的科学原理和方法，运用归纳与概括的科学思维方法。通过案例分析，能够概括出动物细胞工程在不同领域的应用特点和优势，运用演绎与推理的科学思维方法。能够建立动物细胞培养、核移植、细胞融合等过程的数学模型或物理模型，以直观展示其科学原理，运用模型与建模的科学思维方法。能够批判性地分析动物细胞工程的相关文献和资料，评价其科学性和可靠性，运用批判性思维方法。科学探究能够在学习过程中主动发现问题，如动物细胞培养过程中的污染问题、核移植技术的成功率问题等，形成问题发现的能力。能够根据科学原理和方法，设计合理的实验方案，以探究动物细胞工程的相关问题，形成实验设计的能力。能够通过实验操作、文献查阅等方式收集相关证据，以支持自己的科学观点和结论，形成证据收集的能力。能够通过小组汇报和课堂展示等形式，交流自己的探究过程和结果，形成交流与合作的能力。社会责任能够基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，就动物细胞工程的相关议题作出理性解释和判断，如转基因食品的安全性、克隆技术的伦理道德观念等。能够结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活问题，如利用动物细胞工程技术进行药物生产、优良种畜的培育和繁殖等。能够树立和践行“绿水青山就是金山银山”的理念，形成生态意识，参与环境保护实践，如关注生物技术的安全与伦理问题，避免生物技术的滥用对生态环境造成破坏。能够主动向他人宣传关爱生命的观念和知识，崇尚健康文明的生活方式，如介绍克隆技术的原理和应用前景，引导公众正确看待克隆技术。（三）评价任务课堂表现评价：观察学生在课堂上的参与度、提问质量、讨论深度等方面的表现，评价学生的生命观念、科学思维和科学探究能力。实验操作评价：根据学生在细胞培养、核移植、细胞融合等实验操作中的表现，评价学生的实验设计、实验操作、实验记录等方面的能力。小组讨论评价：通过小组汇报和讨论的形式，评价学生的团队协作、批判性思维、交流与合作等方面的能力。作业与检测评价：通过课后作业和单元检测的形式，评价学生对动物细胞工程基本原理、技术应用等方面的掌握情况。学后反思评价：鼓励学生撰写学后反思报告，评价学生对本单元学习内容的理解程度、学习方法的掌握情况以及后续学习的计划。（四）学习过程第1课时：细胞培养是动物细胞工程的基础导入新课：通过展示动物细胞培养的实际应用案例（如皮肤细胞的培养用于烧伤患者的皮肤移植），引导学生思考动物细胞培养的重要性。讲授新知：介绍原代培养、传代培养、培养基、二氧化碳培养箱等基本概念和原理，强调无菌无毒条件对动物细胞培养的重要性。实验操作：指导学生进行动物细胞培养的基本操作，包括取材、消化、接种、培养等步骤。小组讨论：组织学生讨论动物细胞培养在医学、农业等领域的应用前景和挑战。课堂总结：总结本课时的主要内容，强调动物细胞培养是动物细胞工程的基础。第2课时：通过细胞核移植克隆动物复习旧知：回顾动物细胞培养的基本原理和操作步骤。讲授新知：介绍动物细胞核的全能性、核移植技术的基本原理和应用案例（如克隆羊“多莉”的诞生）。案例分析：分析核移植技术在药物生产、优良种畜的培育和繁殖、拯救濒危动物等方面的实际应用价值。小组汇报：组织学生分组收集核移植技术的相关资料，进行小组汇报和交流。课堂总结：总结本课时的主要内容，强调核移植技术在动物细胞工程中的重要性。第3课时：通过细胞融合可产生具有新特性的细胞导入新课：通过展示多克隆抗体和单克隆抗体的区别，引导学生思考细胞融合技术的重要性。讲授新知：介绍动物细胞融合的基本原理、杂交瘤技术的操作步骤以及单克隆抗体的制备流程。实验操作：指导学生进行细胞融合的基本操作，包括细胞融合剂的选择、融合条件的优化等步骤。小组讨论：组织学生讨论单克隆抗体在临床诊断、治疗等方面的应用前景和挑战。课堂总结：总结本课时的主要内容，强调细胞融合技术在动物细胞工程中的应用前景。第4课时：对动物早期胚胎或配子进行处理可获得目标个体复习旧知：回顾动物细胞核移植和细胞融合的基本原理和应用案例。讲授新知：介绍动物早期胚胎或配子的处理方法、体外受精技术、胚胎移植技术以及胚胎分割技术的基本原理和应用案例。案例分析：分析体外受精技术在畜牧业、医学等领域的应用价值以及胚胎移植技术在优良种畜的培育和繁殖方面的优势。小组汇报：组织学生分组收集胚胎工程和基因编辑技术的相关资料，进行小组汇报和交流。课堂总结：总结本课时的主要内容，强调胚胎工程和基因编辑技术在动物细胞工程中的重要性。第5课时：本章小结与拓展延伸复习回顾：引导学生回顾本单元的主要内容，包括动物细胞培养、核移植、细胞融合、胚胎工程等基本概念和原理。知识梳理：通过思维导图或表格的形式，帮助学生梳理本单元的知识点和逻辑关系。拓展延伸：介绍动物细胞工程在生物医学、农业、环境保护等领域的前沿进展和未来发展趋势。学后反思：鼓励学生撰写学后反思报告，总结本单元的学习收获和不足之处，提出后续学习的计划和目标。课堂总结：总结本单元的学习内容和学习方法，强调动物细胞工程的重要性和应用前景。（五）作业与检测课后作业：完成动物细胞培养的实验报告，包括实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤、实验结果和实验结论等部分。收集并整理关于核移植技术的相关资料，撰写一篇小论文，探讨核移植技术在动物育种、疾病治疗等方面的应用前景和挑战。设计一个关于细胞融合技术的实验方案，包括实验目的、实验原理、实验材料、实验步骤和预期结果等部分。单元检测：选择题：考察学生对动物细胞工程基本概念和原理的掌握情况。简答题：考察学生对动物细胞工程技术应用的理解和分析能力。实验设计题：考察学生的实验设计能力和科学探究能力。（六）学后反思学后反思报告通过本单元的学习，我对动物细胞工程有了更深入的理解。在细胞培养方面，我掌握了原代培养、传代培养的基本操作步骤和注意事项，认识到了无菌无毒条件对动物细胞培养的重要性。在核移植技术方面，我了解了动物细胞核的全能性和核移植技术的基本原理，通过案例分析加深了对核移植技术在动物育种、疾病治疗等方面应用前景的认识。在细胞融合技术方面，我学会了杂交瘤技术的操作步骤和单克隆抗体的制备流程，认识到细胞融合技术在生物医学领域的重要性。在胚胎工程方面，我了解了体外受精技术、胚胎移植技术以及胚胎分割技术的基本原理和应用案例，对胚胎工程在畜牧业和医学领域的应用有了更深入的了解。在学习过程中，我遇到了不少困难和挑战。例如，在实验操作过程中，由于操作不熟练导致实验结果不理想；在案例分析过程中，由于缺乏相关背景知识导致理解不够深入。但是，通过老师的指导和同学们的帮助，我逐渐克服了这些困难，提高了自己的学习能力和科学探究能力。我也意识到自己在学习过程中存在一些不足之处。例如，在知识梳理方面，我缺乏系统的整理和归纳能力；在拓展延伸方面，我对动物细胞工程的前沿进展和未来发展趋势了解不够深入。在未来的学习中，我将加强这些方面的训练和提高。本单元的学习让我收获颇丰。我不仅掌握了动物细胞工程的基本概念和原理，还提高了自己的实验操作能力、科学探究能力和团队协作能力。我也认识到了自己在学习过程中存在的不足之处，并提出了后续学习的计划和目标。我相信，在未来的学习中，我会继续努力、不断进步！。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）》明确指出，生物学课程旨在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。在选择性必修3《生物技术与工程》的《第三章动物细胞工程》教学中，学科实践与跨学科学习设计显得尤为重要。通过实践活动和跨学科融合，学生不仅能够深入理解动物细胞工程的基本原理和技术应用，还能在实践中提升核心素养，培养解决实际问题的能力。二、教学目标设定（一）生命观念结构与功能观：学生能够理解动物细胞的结构特点与其在细胞培养、核移植、细胞融合等过程中的功能关系，认识到细胞是生物体结构与生命活动的基本单位。进化与适应观：通过了解动物细胞工程的发展历史，学生能够认识到科技进步在推动生物学发展中的重要作用，理解生物体通过适应环境变化而不断进化的过程。稳态与平衡观：学生能够理解动物细胞在培养过程中的稳态调节机制，如pH调节、温度控制等，认识到细胞在生命活动中需要维持内环境的相对稳定。物质与能量观：学生能够理解动物细胞在培养过程中所需的营养物质和能量来源，以及细胞如何通过代谢活动维持生命活动，认识到物质与能量在细胞生命活动中的重要性。（二）科学思维归纳与概括：学生能够从动物细胞工程的具体技术中归纳出共性的科学原理和方法，如细胞培养、核移植、细胞融合等技术的基本原理和步骤。演绎与推理：学生能够运用所学的科学原理和方法，推导出动物细胞工程在不同领域的应用特点和优势，如医药、农业、环境保护等领域。模型与建模：学生能够建立动物细胞培养、核移植、细胞融合等过程的数学模型或物理模型，以直观展示其科学原理，提高科学思维能力。批判性思维：学生能够批判性地分析动物细胞工程的相关文献和资料，评价其科学性和可靠性，对动物细胞工程的伦理问题和技术挑战提出自己的见解和观点。（三）科学探究问题发现：学生能够在学习过程中主动发现问题，如动物细胞培养过程中