浙科版选修1 生物技术实践生物《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》优秀教学设计

浙科版选修1 生物技术实践生物《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》优秀教学设计

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》指出实验教学是生物学课程的特点，也是生物学教学的基本形式之一。同时课程标准也提出实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑。本课题的指导思想以探究性学习为宗旨，以核心素养的渗透为内核，以提高生物科学素养、倡导探究性学习、注重联系生活为目标。本课题的实施首先通过翻转课堂落实学生的自主学习，促进学生学习方式的变革。创立性别鉴定这一生活化的情境，使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解“DNA”这一核心概念。通过小组合作让学生交流、合作共同进行实验探究，既满足了独立探究的需要，也体现了合作学习的精神，有利于形成敢于质疑的勇气和不断创新的精神。通过量表的制定和使用，对实验过程和结果进行综合评价，帮助教师了解教学过程、调控教和学的行为，提高教学质量。最后以探讨PCR在实际生活中的其他应用来落实课程标准中实施建议提及的“提高生物科学素养，注重与现实生活的联系”这一基本理念，提升学生的社会责任感。

本课题设置以下几个教学阶段：

阶段 教学内容 第一阶段

翻转课堂，模拟实验 知识铺垫、技术引入：PCR扩增原理、琼脂糖凝胶电泳技术原理， PCR反应体系、凝胶配制等基本操作流程，微量移液器、凝胶成像系统、PCR仪等仪器设备使用方法。 第二阶段

设计方案，制定量规 创新引导、协同设计：应用所学知识分析和解决真实情境中的问题，小组合作查阅资料、探讨设计实验方案，学习量规使用并根据模拟操作总结的操作要点制定实验操作行为量规表。 第三阶段

实验探究、分享评价

(课堂实录) 小组合作、探究实验：小组合作准备实验材料，选择所需技术设备、设计引物等，开展实验和分析结果，完成实验报告。 实验分享、量规评价：小组分享实验结果，组间相互提问、反思改进，并用量表进行自评互评；思考医疗事故实例，增强责任意识 教学目标

1. 通过翻转课堂督促学生研读教材、观看微课并查询相关资料，能说出PCR扩增原理、琼脂糖凝胶电泳技术原理及基本操作流程和操作要点；

2. 通过模拟实验，学会微量移液器、PCR仪及凝胶成像系统等仪器设备的使用；

3. 通过对实际社会问题的探讨，提高应用所学知识解决实际问题的能力以及实验设计能力；

4. 通过学习评价量规量表的各个要素，共同制定实验操作行为量规表，尝试提出与实验操作规范性相关的问题，提升问题意识和探究精神；

5. 通过小组合作实施实验，能熟练且规范地进行PCR实验操作；

6. 通过结合生活中的事例让学生感觉实验规范操作的重要性，增强学生社会责任意识。

教学重点和难点

教学重点

实验方案的设计和完善、实验规范操作量规的制定

教学难点

实验的规范操作、生物学核心素养的渗透

实验改进和创新

实验材料的创新

教材所示课题为细菌16sDNA的PCR扩增，是一项鉴定细菌菌种的分子生物学实验：实验材料细菌需购买然后提取DNA，过程繁琐；电泳结果需提纯送测序公司测定才能得出结论。本课题中的人类SRY基因，每个男性任何细胞都含有该基因，取材容易（如毛囊细胞），提取DNA操作方便，且实验结果对照明显，能直接证明PCR在分子鉴定方面的应用。

实验条件的改进

PCR反应条件：教材所示PCR反应条件历时较长，通过查阅资料和多次预实验探究将PCR反应条件时间缩短。电泳检测：教材所示先电泳再对凝胶进行染色，过程繁琐。本实验使用Yea red核酸染料，只需在配胶时加入混匀即可达到染色的目的，是操作更简便。

教学模式的创新

采用翻转课堂、模拟实验的教学策略，先完成实验原理和操作的学习，能将更多的时间和精力投入到实验方案设计和进行具体的实验操作，能提高合作探究和操作的效率。