2024-2025学年高中生物 第1章 第4节 基因工程的发展前景教学实录 浙科版选修3

2024-2025学年高中生物第1章第4节基因工程的发展前景教学实录浙科版选修3学校授课教师课时授课班级授课地点教具设计意图本节课以“基因工程的发展前景”为主题，旨在引导学生了解基因工程在医学、农业、环保等领域的应用，培养学生运用生物学知识解决实际问题的能力，激发学生对生命科学研究的兴趣，培养学生的创新思维。通过结合浙科版选修3教材内容，紧密联系实际，帮助学生树立正确的科技观念，为今后的人生规划奠定基础。核心素养目标1.提升生命观念：理解基因工程的原理和应用，认识到生物学在解决实际问题中的重要性。

2.强化科学探究：通过分析基因工程的发展历程，培养学生提出问题、设计实验、分析数据的能力。

3.增强社会责任：认识到基因工程对社会发展的影响，培养学生的责任感和伦理意识。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生已具备高中生物的基础知识，了解遗传学的基本原理，对DNA结构和基因表达有初步认识。对于基因工程的基本概念和原理，部分学生可能通过课外阅读或网络资源有所了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：学生对生物科学通常具有浓厚兴趣，喜欢探索生命现象和科学奥秘。学习能力方面，学生具备较强的逻辑思维和分析能力，能够运用所学知识解释生物学现象。学习风格上，学生多采用主动探究和合作学习的方式，对实际案例和实验操作表现出较高的热情。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解基因工程的概念和原理时可能遇到抽象难懂的问题，尤其是在基因编辑技术等前沿领域。此外，对于基因工程在伦理和社会影响方面的思考，学生可能存在价值观念和道德判断的困惑。在教学过程中，需要关注学生的这些难点和挑战，提供适当的指导和帮助。教学方法与策略1.采用讲授与讨论相结合的方法，首先系统讲解基因工程的基本原理和发展历程，随后引导学生进行小组讨论，探讨基因工程在各个领域的应用及潜在影响。

2.设计角色扮演活动，让学生扮演生物科学家、伦理学家、政策制定者等角色，模拟基因工程项目的讨论和决策过程，提高学生的参与度和实践能力。

3.利用多媒体展示基因工程相关的视频和动画，帮助学生直观理解基因编辑等复杂技术。同时，结合实际案例，引导学生进行项目导向学习，培养解决实际问题的能力。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

-发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求，如要求学生阅读关于基因工程基础知识的章节，并了解CRISPR-Cas9等基因编辑技术的基本原理。

-设计预习问题：围绕“基因工程的发展前景”，设计问题如“基因编辑技术如何影响医学治疗？”、“基因工程在农业中的应用有哪些？”等，引导学生自主思考。

-监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

-自主阅读预习资料：学生按照预习要求，自主阅读教材相关章节，理解基因工程的基本概念和基因编辑技术的应用。

-思考预习问题：学生针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：通过引导学生自主学习，培养学生的独立思考和解决问题的能力。

-信息技术手段：利用在线平台和微信群，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

-帮助学生提前了解基因工程的发展前景，为课堂学习做好准备。

-培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

-导入新课：通过展示基因工程在现实生活中的应用案例视频，如基因治疗的成功案例，引出本节课的主题。

-讲解知识点：详细讲解基因工程的发展历程，重点讲解基因编辑技术的最新进展。

-组织课堂活动：设计小组讨论，让学生分析基因工程在医学、农业和环保领域的潜在应用和伦理问题。

学生活动：

-听讲并思考：学生认真听讲，积极思考老师提出的问题。

-参与课堂活动：学生积极参与小组讨论，分享自己的观点和见解。

教学方法/手段/资源：

-讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解基因工程的发展前景。

-活动法：通过小组讨论，培养学生的团队合作和批判性思维能力。

作用与目的：

-帮助学生深入理解基因工程的发展前景，掌握相关技能。

-通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

-布置作业：布置与基因工程相关的案例分析作业，要求学生分析案例中的伦理问题。

-提供拓展资源：推荐相关书籍和网站，如《基因革命》等，供学生进一步学习。

学生活动：

-完成作业：学生认真完成案例分析作业，巩固学习效果。

-拓展学习：学生利用推荐资源，进行进一步的学习和思考。

教学方法/手段/资源：

-自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

-反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

-巩固学生在课堂上学到的知识，提高学生的分析能力和伦理意识。

-通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。学生学习效果学生学习效果

1.知识掌握方面

（1）掌握基因工程的基本概念，如基因、DNA、蛋白质等。

（2）了解基因工程的发展历程，包括经典基因工程和现代基因工程。

（3）掌握基因编辑技术，如CRISPR-Cas9等，了解其在医学、农业和环保领域的应用。

（4）了解基因工程在解决现实问题中的作用，如治疗遗传病、提高农作物产量、治理环境污染等。

2.能力提升方面

本节课旨在培养学生的多种能力，以下为学生能力提升方面的具体效果：

（1）自主学习能力：通过课前预习，学生学会了如何自主查找资料、整理知识，为课堂学习做好准备。

（2）批判性思维能力：在小组讨论中，学生能够提出自己的观点，并对他人的观点进行质疑和反驳，培养了批判性思维能力。

（3）团队合作能力：小组讨论和角色扮演等活动，使学生学会了与他人合作，共同完成任务。

（4）问题解决能力：通过分析案例，学生学会了如何运用所学知识解决实际问题。

3.价值观和伦理意识方面

本节课关注基因工程在伦理和社会影响方面的探讨，以下为学生价值观和伦理意识方面的具体效果：

（1）认识到基因工程在解决现实问题中的积极作用，增强社会责任感。

（2）了解基因工程可能带来的伦理问题，如基因编辑技术的滥用、生物安全问题等。

（3）培养学生的伦理意识，引导学生关注科技发展对社会和人类的影响。

（4）提高学生对科学伦理的认识，使学生具备正确的科技价值观。

4.综合素质方面

本节课不仅关注学生的知识掌握和能力提升，还注重培养学生的综合素质，以下为学生综合素质方面的具体效果：

（1）提高学生的科学素养，培养学生的创新精神和实践能力。

（2）增强学生的跨学科学习能力，使学生具备解决复杂问题的能力。

（3）培养学生的沟通能力和表达能力，使学生能够在团队中发挥积极作用。

（4）提高学生的审美能力，使学生关注科技发展中的美。课后作业1.实践题：设计一个基因工程实验方案，旨在通过CRISPR-Cas9技术敲除某种疾病相关基因。请详细描述实验步骤，包括实验目的、材料、方法、预期结果等。

答案示例：

实验目的：敲除小鼠肝脏中导致肝硬化的基因，观察小鼠肝硬化的发生情况。

实验材料：小鼠肝脏组织、CRISPR-Cas9系统、目标基因序列、病毒载体等。

实验方法：

（1）设计靶向基因序列，构建CRISPR-Cas9系统。

（2）将CRISPR-Cas9系统通过病毒载体导入小鼠肝脏细胞。

（3）观察小鼠肝硬化的发生情况，包括肝组织形态、功能指标等。

预期结果：通过基因敲除，小鼠肝硬化的发生情况得到改善。

2.分析题：分析基因工程在农业领域的应用，举例说明基因工程技术如何提高农作物的产量和抗病能力。

答案示例：

基因工程技术在农业领域的应用主要包括：

（1）转基因抗虫作物：通过将抗虫基因导入农作物中，提高其抗虫能力，减少农药使用。

（2）转基因抗病作物：将抗病基因导入农作物中，提高其抗病能力，减少病害损失。

（3）转基因改良品质作物：通过基因编辑技术，改善农作物的品质，如提高蛋白质含量、改善口感等。

举例说明：

转基因抗虫棉：通过将抗虫基因导入棉花中，使棉花对棉铃虫等害虫具有抗性，减少农药使用，提高棉花产量。

3.案例分析题：分析基因治疗在临床应用中的案例，探讨其优势和局限性。

答案示例：

案例：利用基因治疗技术治疗囊性纤维化疾病。

优势：

（1）针对性强，直接针对疾病基因进行治疗。

（2）有望治愈疾病，提高患者生活质量。

局限性：

（1）技术难度高，治疗成本高。

（2）存在基因编辑错误的风险，可能引发新的疾病。

（3）治疗过程中可能产生免疫反应。

4.讨论题：讨论基因工程在环保领域的应用，分析其对环境的影响。

答案示例：

基因工程在环保领域的应用主要包括：

（1）基因修复：利用基因工程技术修复受损生态系统，如恢复生物多样性。

（2）基因检测：利用基因检测技术监测环境污染，如检测水体中的污染物。

（3）基因生物降解：利用基因工程技术培育具有降解污染物能力的微生物，如降解石油、农药等。

对环境的影响：

（1）基因修复技术有助于恢复受损生态系统，改善环境质量。

（2）基因检测技术有助于及时发现环境污染问题，采取相应措施。

（3）基因生物降解技术有助于降低环境污染，提高环境质量。

5.应用题：假设你是一名生物科学家，正在研究一种基因工程技术，旨在提高农作物的抗逆性。请设计一个实验方案，并说明预期结果。

答案示例：

实验方案：

（1）筛选具有抗逆性的农作物品种。

（2）提取抗逆性基因，构建表达载体。

（3）将表达载体导入农作物细胞，培养转基因植株。

（4）观察转基因植株的抗逆性表现，如耐旱、耐盐等。

预期结果：教学评价与反馈1.课堂表现：

学生在课堂上的表现总体积极，能够认真听讲，积极思考。在讲解基因工程的发展前景时，学生能够跟随老师的思路，对相关概念和技术有较好的理解。在小组讨论环节，学生们能够主动参与，提出自己的观点，并能够倾听他人的意见，体现了良好的互动和合作精神。

2.小组讨论成果展示：

小组讨论成果展示环节，各小组能够根据预习和课堂所学，结合实际案例，对基因工程在医学、农业、环保等领域的应用进行了深入探讨。学生们在展示过程中，能够清晰地表达自己的观点，并能够针对其他小组的展示提出有针对性的问题和建议，显示出较高的分析问题和解决问题的能力。

3.随堂测试：

随堂测试包括选择题、填空题和简答题，旨在考察学生对本节课知识点的掌握程度。测试结果显示，大部分学生能够正确回答选择题和填空题，但对简答题的回答则存在一定难度。这说明学生在理解基因工程的基本概念和应用方面较为扎实，但在综合运用知识分析和解决问题方面还有待提高。

4.课后作业反馈：

课后作业包括案例分析、实验设计和论文撰写等，旨在巩固学生对本节课知识点的理解，并培养学生的实际操作能力。作业反馈显示，大部分学生能够按照要求完成作业，且作业质量较高。但在实验设计和论文撰写方面，部分学生存在创新性不足、逻辑性不强的问题。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，教师对学生的积极参与和合作精神给予肯定，同时指出在讨论过程中，部分学生表达不够清晰，需要提高自己的沟通能力。在小组讨论成果展示环节，教师鼓励学生继续保持良好的互动和合作，并提出在展示过程中要注意逻辑性和条理性。

针对随堂测试，教师指出学生在理解基因工程的基本概念和应用方面较为扎实，但在综合运用知识分析和解决问题方面还有待提高。教师建议学生在课后加强练习，提高自己的分析能力和解决问题的能力。

针对课后作业，教师肯定了学生的努力和成果，同时指出在实验设计和论文撰写方面，学生需要更加注重创新性和逻辑性。教师建议学生在今后的学习中，多关注前沿科技动态，提高自己的科研素养。

总体来说，本节课的教学效果较好，学生在知识掌握、能力提升和价值观培养等方面都取得了显著成果。教师将根据学生的反馈和评价，不断优化教学方法和策略，以提高教学质量。内容逻辑关系①基因工程的定义与发展历程

-重点知识点：基因工程、遗传学、分子生物学

-重点词句：基因工程是指通过分子生物学和遗传学的方法，对生物体的基因进行操作和改造的技术。

②基因编辑技术的原理与应用

-重点知识点：CRISPR-Cas9、基因敲除、基因治疗

-重点词句：CRISPR-Cas9是一种高效的基因