2024-2025學年高中生物 專題2 素能提升課 細胞工程教學實錄 新人教版選修3

2024-2025學年高中生物專題2素能提升課細胞工程教學實錄新人教版選修3課題：科目：班級：課時：計劃1課時教師：單位：一、教學內(nèi)容分析1.本節(jié)課的主要教學內(nèi)容為細胞工程的基本原理和應用，包括基因工程、細胞培養(yǎng)、細胞融合等技術(shù)。

2.教學內(nèi)容與學生已有知識的聯(lián)系：本節(jié)課內(nèi)容與高中生物必修模塊中關(guān)于細胞結(jié)構(gòu)和功能、遺傳學基礎(chǔ)等內(nèi)容緊密相關(guān)，通過本節(jié)課的學習，學生能夠?qū)⒁延兄R應用于實踐，理解細胞工程在生物技術(shù)領(lǐng)域的應用價值。二、核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生運用科學探究方法分析細胞工程技術(shù)的原理和過程。

2.提升學生的生物技術(shù)應用意識和創(chuàng)新能力，通過實際操作理解生物技術(shù)在解決實際問題中的作用。

3.增強學生的生物倫理意識，認識到生物技術(shù)在應用中的社會責任和倫理考量。三、學情分析本節(jié)課面對的高中生物學生群體，其知識儲備主要來自于高中生物必修模塊的學習，包括細胞的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳學基礎(chǔ)等。學生對細胞的認知已經(jīng)有一定的基礎(chǔ)，但面對細胞工程這一較為前沿和復雜的生物技術(shù)領(lǐng)域，他們的知識體系可能存在以下特點：

1.學生對細胞工程的概念和原理可能了解有限，需要通過本節(jié)課的學習來建立系統(tǒng)的認識。

2.在能力方面，學生具備一定的實驗操作技能和科學探究能力，但對于基因操作、細胞培養(yǎng)等高級實驗技術(shù)可能缺乏實踐經(jīng)驗。

3.在素質(zhì)方面，學生的邏輯思維能力和批判性思維能力有待提升，需要通過實際問題解決來鍛煉。

4.學生在行為習慣上，普遍具有較好的學習態(tài)度和求知欲，但部分學生可能對抽象概念的學習存在畏難情緒。

5.學生對課程學習的興趣與生物技術(shù)在社會發(fā)展中的重要作用緊密相關(guān)，因此，結(jié)合實際應用案例的教學能夠有效提高學生的學習積極性和參與度。

綜合以上分析，本節(jié)課的教學設計需充分考慮學生的已有知識水平、能力特點和素質(zhì)狀況，通過精心設計的實驗活動和案例分析，引導學生主動探索，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和創(chuàng)新意識。四、教學方法與手段1.采用講授法，結(jié)合多媒體演示，清晰地講解細胞工程的基本概念、原理和操作步驟，幫助學生建立知識框架。

2.實施討論法，引導學生針對具體案例進行小組討論，培養(yǎng)學生的批判性思維和團隊協(xié)作能力。

3.實驗法，通過設置細胞培養(yǎng)、基因工程等實驗操作，讓學生親自動手，體驗科學探究過程，提高實踐操作技能。

2.利用多媒體設備展示細胞結(jié)構(gòu)、基因操作等復雜過程的動畫和視頻，增強直觀性和趣味性。

3.教學軟件輔助教學，通過互動式軟件讓學生模擬實驗操作，提高學習的互動性和參與度。五、教學過程設計一、導入環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.創(chuàng)設情境：展示現(xiàn)代生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)學等領(lǐng)域的應用案例，如轉(zhuǎn)基因作物的種植、基因治療等。

2.提出問題：引導學生思考生物技術(shù)在改善人類生活方面的作用，激發(fā)學生對細胞工程的好奇心和求知欲。

3.學生討論：分組討論，分享對生物技術(shù)應用的看法，教師巡視指導，鼓勵學生積極表達。

二、講授新課（20分鐘）

1.細胞工程概述：介紹細胞工程的基本概念、發(fā)展歷程和應用領(lǐng)域，用時5分鐘。

2.基因工程：講解基因工程的基本原理、操作步驟和常用技術(shù)，用時5分鐘。

3.細胞培養(yǎng)：介紹細胞培養(yǎng)的基本原理、操作方法和注意事項，用時5分鐘。

4.細胞融合：講解細胞融合的原理、方法及其在生物技術(shù)中的應用，用時5分鐘。

三、鞏固練習（10分鐘）

1.課堂練習：發(fā)放練習題，讓學生獨立完成，教師巡視指導，用時5分鐘。

2.小組討論：針對練習題中的難點，分組討論，互相解答，用時5分鐘。

四、課堂提問（5分鐘）

1.教師提問：針對本節(jié)課的重點內(nèi)容，提出問題，引導學生思考，用時2分鐘。

2.學生回答：學生回答問題，教師點評，用時3分鐘。

五、師生互動環(huán)節(jié)（5分鐘）

1.教師提問：引導學生對細胞工程的應用前景進行展望，用時2分鐘。

2.學生討論：分組討論，分享對細胞工程未來發(fā)展的看法，用時3分鐘。

六、核心素養(yǎng)拓展（5分鐘）

1.教師引導：結(jié)合實際案例，引導學生思考生物技術(shù)在倫理、環(huán)境等方面的影響，用時2分鐘。

2.學生討論：分組討論，分享對生物技術(shù)倫理問題的看法，用時3分鐘。

七、總結(jié)與反思（5分鐘）

1.教師總結(jié)：對本節(jié)課的重點內(nèi)容進行總結(jié)，強調(diào)細胞工程的重要性，用時2分鐘。

2.學生反思：引導學生反思本節(jié)課的學習收獲，用時3分鐘。

教學過程設計說明：

1.教學過程中，教師應注重啟發(fā)式教學，引導學生主動思考，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐能力。

2.在課堂提問環(huán)節(jié)，教師應關(guān)注學生的回答，及時給予反饋，提高學生的學習興趣。

3.在師生互動環(huán)節(jié)，教師應鼓勵學生積極參與，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力。

4.在核心素養(yǎng)拓展環(huán)節(jié)，教師應引導學生關(guān)注生物技術(shù)的倫理、環(huán)境等問題，培養(yǎng)學生的社會責任感。

5.整個教學過程緊扣實際學情，突出重難點，注重教學雙邊互動，確保教學效果。六、拓展與延伸1.《細胞工程：現(xiàn)代生物技術(shù)的應用》——介紹細胞工程的基本概念、技術(shù)手段和應用領(lǐng)域，幫助學生更深入地理解細胞工程在現(xiàn)代生物技術(shù)中的重要性。

2.《基因編輯技術(shù)：CRISPR-Cas9的應用》——探討CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)的原理、操作方法和在生物醫(yī)學研究中的應用案例，激發(fā)學生對基因編輯技術(shù)的興趣。

3.《細胞培養(yǎng)技術(shù)：從基礎(chǔ)到應用》——詳細介紹細胞培養(yǎng)技術(shù)的原理、方法、注意事項以及在生物制藥、基因治療等領(lǐng)域的應用，拓展學生對細胞培養(yǎng)技術(shù)的認識。

4.《細胞融合技術(shù)：生物技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展》——介紹細胞融合技術(shù)的原理、方法、應用領(lǐng)域以及在該領(lǐng)域取得的重大突破，激發(fā)學生對生物技術(shù)發(fā)展的好奇心。

二、鼓勵學生進行課后自主學習和探究

1.學生可以查閱相關(guān)書籍、學術(shù)論文和科技報告，了解細胞工程領(lǐng)域的最新研究進展。

2.鼓勵學生參與實驗室開放活動，親自操作細胞培養(yǎng)、基因編輯等實驗，提高實踐操作能力。

3.組織學生開展小組討論，分享對細胞工程應用中的倫理、環(huán)境等問題進行深入探討。

4.鼓勵學生參加科技競賽或創(chuàng)新項目，將所學知識應用于實際問題的解決，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和團隊協(xié)作能力。

5.學生可以關(guān)注國內(nèi)外生物技術(shù)領(lǐng)域的知名企業(yè)和研究機構(gòu)，了解其在細胞工程領(lǐng)域的研發(fā)成果和應用案例。

6.學生可以嘗試設計自己的實驗方案，進行自主探究，鍛煉獨立思考和解決問題的能力。

7.鼓勵學生參加相關(guān)講座和研討會，拓寬知識面，了解細胞工程在生物技術(shù)、醫(yī)學、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的廣泛應用。

8.學生可以關(guān)注生物技術(shù)相關(guān)的政策和法規(guī)，了解其在倫理、安全等方面的規(guī)定，培養(yǎng)學生的社會責任感。七、反思改進措施反思改進措施（一）教學特色創(chuàng)新

1.實踐導向：在課程設計中，我強調(diào)了實驗操作的重要性，通過設置一系列與細胞工程相關(guān)的實驗，讓學生在實踐中學習，這樣可以提高學生的動手能力和實踐技能。

2.案例教學：我嘗試引入了實際應用案例，讓學生通過分析案例來理解細胞工程的應用價值，這種教學方法能夠激發(fā)學生的學習興趣，并幫助他們將理論知識與實際應用相結(jié)合。

反思改進措施（二）存在主要問題

1.學生基礎(chǔ)差異：我發(fā)現(xiàn)學生在知識背景和實驗技能上存在較大差異，這導致部分學生在實驗操作中遇到困難，影響了整體教學效果。

2.互動不足：在課堂討論環(huán)節(jié)，學生的參與度不夠高，可能是由于課堂氛圍不夠活躍，或者學生對某些問題缺乏深入思考。

3.教學評價單一：目前的教學評價主要依賴于學生的課堂表現(xiàn)和實驗報告，缺乏多元化的評價方式，難以全面評估學生的學習成果。

反思改進措施（三）

1.個性化教學：針對學生基礎(chǔ)差異，我將嘗試在課前進行基礎(chǔ)測試，根據(jù)學生的水平進行分組教學，確保每個學生都能跟上教學進度。

2.活躍課堂氛圍：為了提高學生的參與度，我計劃在課堂上采用更多的互動環(huán)節(jié)，如小組討論、角色扮演等，以激發(fā)學生的思考和創(chuàng)新。

3.多元化評價：我將引入更多的評價方式，如小組互評、實驗操作考核、課后作業(yè)等，以更全面地評估學生的學習成果。

4.加強實驗指導：對于實驗操作，我將提供更詳細的指導和示范，確保學生能夠正確、安全地進行實驗。

5.拓展課外資源：為了幫助學生深入理解細胞工程，我計劃推薦一些相關(guān)的課外閱讀材料和視頻資源，鼓勵學生在課外進行自主學習。

6.校企合作：與相關(guān)企業(yè)合作，邀請行業(yè)專家來校進行講座，讓學生了解細胞工程在工業(yè)中的應用，以及行業(yè)對人才的需求，從而更好地定位自己的學習方向。八、內(nèi)容邏輯關(guān)系①細胞工程的基本概念

-細胞工程的定義

-細胞工程的分類

-細胞工程在生物技術(shù)中的應用

②基因工程

-基因工程的原理

-基因操作技術(shù)（如DNA重組、基因克?。?/p>

-基因編輯技術(shù)（如CRISPR-Cas9）

③細胞培養(yǎng)

-細胞培養(yǎng)的基本原理

-細胞培養(yǎng)的方法和技術(shù)

-細胞培養(yǎng)在生物醫(yī)學研究中的應用

④細胞融合

-細胞融合的原理

-細胞融合的方法（如電融合、化學融合）

-細胞融合在生物技術(shù)中的應用

⑤細胞工程的應用

-在農(nóng)業(yè)中的應用（如轉(zhuǎn)基因作物）

-在醫(yī)學中的應用（如基因治療、組織工程）

-在工業(yè)中的應用（如生物制藥、酶工程）教學評價與反饋1.課堂表現(xiàn)：xxx

學生在課堂上的參與度、專注力和互動情況將作為評價標準。通過觀察學生的提問、回答問題和參與討論的積極性，可以評估學生對課堂內(nèi)容的理解和接受程度。例如，學生的提問可能涉及對細胞工程基本原理的深入探討，或者對實驗操作的細節(jié)提問。學生的回答將反映他們是否能夠正確運用所學知識解決實際問題。

2.小組討論成果展示：xxx

小組討論是培養(yǎng)學生團隊合作和批判性思維的重要環(huán)節(jié)。評價小組討論成果時，將關(guān)注小組分工的合理性、討論內(nèi)容的深度和廣度，以及最終的展示效果。例如，小組是否能夠針對細胞工程的一個特定問題提出創(chuàng)新性的解決方案，或者在展示時清晰地傳達他們的思路和結(jié)論。

3.隨堂測試：xxx

4.實驗操作評估：xxx

實驗操作是細胞工程課程的重要環(huán)節(jié)。評估學生的實驗操作時，將考慮操作的準確性、安全性、實驗結(jié)果的可靠性以及實驗報告的完整性。例如，評估學生是否能夠正確使用顯微鏡觀察細胞形態(tài)變化，或者是否能夠根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制合理的圖表。

5.教師評價與反饋：針對xxx

教師評價將基于學生的學習表現(xiàn)和課程目標，包括但不限于以下幾個方面：

-學習態(tài)度：學生是否認真對待課程，是否積極參與課堂活動。

-知識掌握：學生對細胞工程基本概念、原理和技術(shù)是否理解牢固。

-能力提升：學生在實驗操作、問題解決和批判性思維方面是否有所進步。

-自我反思：學生是否能夠?qū)ψ约旱膶W習過程進行有效反思，并制定改進計劃。

教師的反饋將針對學生的具體表現(xiàn)，提出建設性的意見和改進建議。例如，教師可能會指出學生在實驗操作中的具體錯誤，并指導學生如何改正，或者鼓勵學生在討論中提出更多有深度的問題。重點題型整理1.**實驗設計題**

-題型：設計一個實驗方案，以驗證基因工程中DNA重組技術(shù)的可行性。

-答案示例：實驗目的：驗證DNA重組技術(shù)的可行性。

實驗材料：大腸桿菌菌株、目的基因、載體DNA、限制性內(nèi)切酶、DNA連接酶、DNA聚合酶等。

實驗步驟：

1.使用限制性內(nèi)切酶切割目的基因和載體DNA。

2.將切割后的目的基因與載體DNA連接。

3.將重組DNA導入大腸桿菌菌株。

4.通過PCR擴增目的基因，并進行電泳檢測。

5.通過序列分析確認重組DNA的存在。

2.**案例分析題**

-題型：分析基因編輯技術(shù)在治療遺傳性疾病中的應用案例。

-答案示例：案例：使用CRISPR-Cas9技術(shù)治療鐮狀細胞貧血。

分析：

1.鐮狀細胞貧血是由于血紅蛋白基因突變導致的。

2.使用CRISPR-Cas9技術(shù)，可以精確地編輯血紅蛋白基因，修復突變。

3.通過基因編輯，可以減少或消除鐮狀細胞貧血的癥狀。

4.案例展示了基因編輯技術(shù)在治療遺傳性疾病中的潛力。

3.**實驗操作題**

-題型：描述細胞培養(yǎng)過程中細胞傳代的具體步驟。

-答案示例：細胞傳代步驟：

1.收集培養(yǎng)皿中的細胞，用胰蛋白酶消化。

2.將消化后的細胞計數(shù)，稀釋至適宜的濃度。

3.將稀釋后的細胞接種到新的培養(yǎng)皿中。

4.在適宜的條件下培養(yǎng)細胞，觀察細胞生長情況。

5.當細胞達到一定密度時，再次進行消化、計數(shù)和接種。

4.**問題解決題**

-題型：在細胞融合實驗中，為什么會出現(xiàn)融合失敗的情況？

-答案示例：融合失敗的