谁是凶手-pcr技术的应用教学设计 7页

2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动教学基本信息课题谁是凶手—PCR技术的应用是否属于地方课程或校本课程不属于学科生物学段：高中三年级年级高中三年级相关领域分子克隆技术教材书名：普通高中课程标准实验教科书选修一生物技术实践出版社：人民教育出版社出版日期：2015年6月教学设计参与人员姓名单位联系方式设计者靳思北京市第八十中学13810519884实施者靳思北京市第八十中学13810519884指导者白建秀朝阳区教研中心13681553255指导者黄蔚朝阳区教研中心13520498042课件制作者靳思北京市第八十中学13810519884指导思想与理论依据科学是人类对于未知事物的探询过程，同时又是将所学习的知识应用到实际案例分析中。因此在高中生物教学中，教师逐步为学生提供破案线索，展开案例分析的教学。同时也将培养学生理性思维习惯融入到教学课堂中。这样既符合人类对于事物认识的发展规律，同时也引导学生体会到学以致用的乐趣和成就感。所以，教师在《谁是凶手--PCR技术应用》这一节课的教学中，采用了以“谁是凶手”的犯罪现场调查展开，并在课堂上实施，取得了良好的教学效果。指导思想：《国家中长期教育改革和发展规划纲要（２０１０－２０２０年）》提出要“树立科学的质量观，把促进人的全面发展、适应社会需要作为衡量教育质量的根本标准”，从“以人为本”的角度，对我们的教育要培养什么样的人提出了要求。学生的核心素养是我国建立教育质量标准的基础与核心，是在国家的教育目标和教育理念指导下建立起来的学生必须达到的能力素养，也是我国教育领域与当前倡导培养学生核心素养的国际教育改革形势相接轨的重要环节。理论依据：7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。学生要成为意义的主动建构者，就要求学生在学习过程中从以下几个方面发挥主体作用：（1）要用探索法、发现法去建构知识的意义；（2）在建构意义过程中要求学生主动去搜集并分析有关的信息和资料，对所学习的问题要提出各种假设并努力加以验证；（3）要把当前学习内容所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。教师要成为学生建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个面发挥指导作用：激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机；通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习（开展讨论与交流），并对协作学习过程进行引导使之朝有利于意义建构的方向发展。教学背景分析学习内容分析PCR技术是生物选修一的内容，该部分教学内容属于分子生物学技术，是建立在之前的必修二DNA分子结构和DNA分子的复制基础上的延伸技术，同时在选修三的基因工程中也涉及到PCR技术。在新课标倡导培养学生的核心素养的大环境下，教师还要更多的关注学生学以致用的能力培养，在本部分教学内容中，教师设计一个犯罪现场，让学生在逐渐发现线索的过程中，应用并体会到PCR技术是如何应用的。最后根据PCR技术特点，总结归纳出PCR技术的应用。学生情况分析从知识基础上，学生在必修二的学习过程中，已经掌握了DNA分子结构和DNA分子的复制机理；等位基因产生原因等知识。在PCR技术学习的第一课时中，学生也已经学习了PCR技术的特点；引物的作用；电泳的原理。从能力角度上讲，学生已经进行了近一年的生物学习，无论是学习方式如合作式学习，还是思维能力如发散性思维，批判式思维，还是实验探究能力如设置对照分析解释问题已经有了一定的基础。从情感态度上，学生日常对探案题材影视作品就非常有兴趣，有时看到剧中涉及到一些生物学知识，也很有兴趣去试图解释这些问题。教学方法与教学手段说明本节课采用学生小组合作式学习的教学方法，学生自主探究体会PCR技术在案件展开过程中发挥的作用，同时体会到技术特点与实际应用的关系。技术准备依托生物情景教室，为学生学习创造全浸式学习环境；利用平板电脑作为学习工具，完成师生，生生之间的和谐交流。7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动教学目标与重点、难点设计一、知识与技能1、说出PCR技术的原理；2、举例说明PCR技术的应用。二、过程与方法1、利用PCR技术在生命科学中的案例分析,体会到生物技术在实际生活中的应用；2、提高动手、理解、分析等能力。三、情感态度与价值观1、体验科学探究的过程，建立理性思维习惯；2、关注PCR技术和琼脂糖凝胶电泳技术等现代生物技术的应用，认同现代生物技术的价值。教学重点：通过案例，学生总结归纳出PCR技术的应用。教学难点：学生运用PCR技术原理分析解决相关问题。教学流程示意(可选项)在探案过程中疑问线索证实或证伪新联系得出结论温故：引导学生回顾PCR技术相关知识创设案发现场------激发兴趣，展开探案究提供探案线索-----学以致用，科学推理锁定嫌疑结案------总结提升，理性思维教学过程(表格描述)教学内容教学进程学生活动教学资源教学指导策略导入我们已经学习过了PCR技术的相关知识，同学们先回忆一下PCR技术的原理和特点？回忆PCR技术基本原理ppt温故知新7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动今天我们利用所学知识，来进行一场犯罪现场调查，看看谁是凶手？介绍案情案情初展死者：男性Bata病患者死亡，经法医检测死者很有可能是死于X病毒(DNA病毒)，如果你是法医，要用PCR的方法如何快速检测？线索一：已知：x病毒有一段DNA序列是5’---CCGTGT…………ATGCCT---3’3’---GGCACA…………TACGGA---5’请从下列引物，选择合适的引物组合并说明理由选择的药品或者材料组合是开始思考讨论上传分析结果表达本组结果小组间相互评价平板电脑创设案发现场，激发兴趣，展开探究1.PCR反应的特点是可以特异扩增DNA片段，实际生活中常用PCR技术来进行鉴定样品中是否存在某种特定生物。2.学生总结出引物选择的原则。3.学生可以准确选择PCR反应体系条件，明确PCR反应和体内DNA复制的区别和联系。在这个活动环节中，学生分组进行讨论，比较不同的引物组合，进而在分享过程中，学生自主得出了引物选择的原则。聚焦嫌犯线索二：经过PCR检测，表明死者体内有X病毒存在，锁定三名表现型正常的嫌疑人,三名讨论确定死者死因表达本组结果平板电脑1.PCR技术可DNA片段的差异而扩增出不同大小的DNA片段。2.基因中碱基的增添缺失替换会导致等位基因的产生，所以如果是由于碱基数目改变导致的等位基因，可以通过基因片段大小不同而在分子水平区分出来。7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动嫌疑人。嫌疑人A，嫌疑人B，嫌疑人C。如果嫌疑人身上有死者的DNA或者基因，则该人嫌疑性比较大。Beta硫解酶缺乏症是11号染色体上的一个基因突变引起的隐性遗传病。死者及三个嫌疑人的基因型可能是取回三人的生物材料样本，进行PCR扩增样品中的目的片段，得到如下结果根据电泳结果,嫌疑人A，嫌疑人B，嫌疑人C的基因型分别是？推测这个异常基因在结构上发生什么变化?如果是由于碱基替换导致的基因突变，通过PCR能否检测出来？如果要检测出上述突变类型，可以采用什么技术方法？你们能排除谁的嫌疑？小组间相互评价3.学生可以从电泳结果中有效获取信息，如个体的基因型。4.学生分析并评价证据和结论之间的逻辑关系，从而培养学生的发散性思维和辩证思维等创新思维。理性思维案件探究遇到瓶颈，如何继续探究？提出并表达自己的想法体会理性思维探究的过程:即找寻事物之间的相互联系,不断地证实或证伪所提出的假说,最终得出充要条件。案情推进锁定疑犯线索三：给出DNA分子中特定片段的“拷贝数变异”的相关资料讨论表达本组结果平板电脑1.PCR技术可以检测基因的拷贝数。这对学生是全新的挑战，但学生在讨论过程中能分析出拷贝数与最终结果中条带明亮关系。这个环节可以培养学生获取信息和分析解决问题的能力7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动用PCR技术检测体细胞中R基因的拷贝数时，需确保R基因和内参序列（每个细胞中均有2个拷贝，且稳定存在）的扩增效率一致。从（嫌疑人衣服上，嫌疑人体细胞中）提取DNA,进行PCR技术检测R基因的拷贝数，结果如下，你能确定犯罪嫌疑人吗？小组间相互评价2.学生深入了解“对照”实验的本质。对于内参基因的作用不明白。教师有效指导学生深入理解“对照设置”的原则评价这是一次体验PCR技术在刑侦学上的应用的过程，学习知识是为了学以致用，生物技术现在越来越广泛的应用在我们日常生活的各个方面，所以同学们可以多多搜集相关知识，丰富自己的生活视野和思维视角。听讲回顾本节课所涉及到的PCR技术Ppt总结评价学习效果评价设计评价方式学生自评学生间互相评价，主要是对于三个线索问题的解释。教师对学生课堂参与度的评价：学生利用pad自主学习，并且将课堂自学记录保存，上传给教师终端，教师对学生课堂活动过程进行评价。本教学设计与以往或其他教学设计相比的特点(300-500字数)一．突显学生核心素养培养，体会理性思维的学习乐趣7 2016年“京教杯”青年教师教学基本功展示活动生物学的核心素养包括生命观念，理性思维，科学探究和社会责任四部分，在设计本节教学内容《PCR技术的应用》时，教师有意识的培养学生的理性思维和科学探究能力，比如在“探案”过程中，每一个线索解开后，又会出现新的问题冲突，从而启发学生的理性逻辑思维和批判性思维。而且学生在分析每一个线索时都是基于实验探究结果分析基础上得出的结论。同时整个课堂渗透了生物进化遗传变异等生物学思想，以及生物技术为人类健康生活提供精准有效的支持。最终体会到生物学在人类生活中的价值。二．彰显师生和谐共建课堂，应用教育是一门爱的艺术，和谐课堂无论是学生还是教师都能体会到创造和喜悦。笔者本人就是一个美剧迷，同时在几年的教学中体会到生物技术不是简单的记忆，而是要让学生动手动脑体会体验到这一过程。同时这几年的北京高考试题对学生实验探究能力考查要求越来越高，所以笔者就原创设计了这样一个“如有雷同纯属巧合”的犯罪现场调查案例，将一些高考题模拟题作为素材融入其中，这样既激发学生的参与性，也提升了课堂的教学思维容量。作为课堂引导者的教师也在这节课中体验到了与学生共建和谐课堂的乐趣，为学生间激发出的思维火花而鼓掌。7