浙科版生物选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优质课教案

浙科版生物选修1 生物技术实践《生物技术概述 第四部分 浅尝现代生物技术 实验13 DNA片段的PCR扩增》优质课教案

本学习内容的学习对象是高二年级学生，初步具有生物学相关认知体系。

通过《遗传和进化》的学习，学习者已经能够概述DNA分子是由四种脱氧核苷酸构成，通常由两条碱基互补配对的反向平行长链形成双螺旋结构，碱基的排列顺序编码了遗传信息；概述DNA通过半保留方式进行复制。认同化学反应中物质和能量守恒规律，为本单元学习目标的完成和教学活动的顺利开展奠定了良好的基础。另一方面，学习者存在着DNA分子基本单位是核糖核苷酸、DNA分子复制是分段复制、DNA复制中只有DNA聚合酶参与等错误的认知，这些会给科学概念的建构带来干扰。由于PCR过程微观和抽象，教学时需要提供丰富的案例事实作为支撑，尽量利用图形、微课和视频等直观材料设计活动，帮助学生通过科学思维形成概念。

高二学习者已经具有初步的科学探究能力，关心热点的生物学问题，具有一定的自学能力，同时对分子生物学实验具有浓厚的学习兴趣，为实验活动的顺利完成提供了根本保障。同时，学生对提出问题、结果预测和数据解释等缺乏深层次思考，容易根据现象进行简单类比，难以从生命的复杂性和整体性的角度思考，给科学思维、科学探究的发展带来一定负面影响。

三．学习目标

1．通过细胞内DNA复制过程和PCR过程的讨论，运用物质和能量观，说出PCR扩增过程需要的物质和条件。

2．通过兴趣小组互助和生生教学的形式，学生自主理解琼脂糖凝胶电泳实验的原理和过程，运用演绎和推理、批判性思维，解释在电场中不同大小DNA分子分离的原因。

3. 通过小组交流和实验操作活动，小组内成员主动合作，交流和讨论，预测琼脂糖凝胶电泳实验结果，分析异常结果出现的原因。

4．通过讨论PCR技术应用的案例，认识到科技能够造福于人类的态度和价值观，形成运用生物学知识解决社会问题的意识。

四．评价目标

1．在学完“PCR扩增体系”内容观看完相应视频后，能够运用物质与能量观，说出PCR扩增过程需要的物质和条件。需要具备生命观念的二级水平。

2．在进行PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳操作中，小组内成员合作交流，正确使用微量移液器、PCR仪和凝胶电泳槽，逐步增强对生物学实验的好奇心和求知欲。需要具备科学探究的四级水平。

3．在紫外观察仪拍摄电泳照片后，与预测实验结果进行比较，合作交流，分析出异常结果出现的原因和实验操作中存在的问题。需要具备科学探究的四级水平。

4．在学习完PCR扩增应用案例后，在科技造福于人类的态度和价值观下，对现实生活中基因诊断、基因治疗、法医学检测和人类学研究等现实问题，设计问题解决方案，形成敬畏生命的观点。需要具备生命观念的三级水平和社会责任三级水平。

五．教学方法与策略

1．基于类比推理问题的探究 学生基于真实的问题情境中，从现有的DNA复制过程和光合色素提取和分离实验的为基础，类比推理理解PCR扩增和琼脂糖凝胶电泳的原理。

2．实验操作 在分子生物学实验室中通过动手实践，实证得出实验结果，帮助学生克服对抽象过程认识的困难，清除学习障碍。由于本实验的实验操作和等待时间较长，通过合理实验分组和实验方案设计，改进实验条件使实验和教学过程顺利完成。

3．生生教学模式突破重难点问题。也可以解决本节课用时较长的难题。

4．以演绎的形式入手，层层剖析，从理论上和实践上对PCR原理和实验过程进行更深层次的认识。以生生教学模式，解决琼脂糖凝胶电泳实验，生生互动，师生共同探讨突破重难点。

（六）流程图

本节课的教学流程如下图所示：

（七）教学过程

教学准备 将全班25位学生分为A、B、C、D、F共5个小组，并选出小组长。每组的小组长再组合成兴趣小组，提前一天完成琼脂糖凝胶电泳的实验。

情境 近年来，综艺节目层出不穷，看的人眼花缭乱，而有这样一档节目让人眼前一亮，赚足了泪水和感到，这就是中央电视台的大型公益寻子节目《等着我》，然而在茫茫人海中，丢失的孤儿如何找到他们的父母呢？

分享交流 学生自由发言，产生问题，思考从待测个体中提取DNA总是少量的，未能更加准确的判定他们之间的关系？那该怎么办呢？

设计意图 利用亲子鉴定作为情境导入，激发学生的学习兴趣。通过对情境的分析讨论，把情境中隐含的现实问题转变成学科问题，可以引导学生思考这节课的核心内容，引导学生关心社会热点问题，积极运用生物学的知识和方法，尝试解决现实生活问题，形成社会责任意识。