教學設(shè)計

課程基本信息學科生物學年級高一學期春季課題DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)教學目標1.說明肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗和噬菌體侵染大腸桿菌實驗的過程和原理，概述DNA作為遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)，形成生命物質(zhì)決定生物體功能的觀點。（生命觀念）2.運用演繹與推理、模型與建模等科學思維方法分析經(jīng)典實驗，體驗科學探究環(huán)節(jié)，培養(yǎng)和完善科學探究能力，從而得出“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的結(jié)論。（科學思維、科學探究）3.掌握同位素標記法等研究方法，并在新情境中探究某種新型流感病毒的類型，認同科學、技術(shù)和社會的關(guān)系。（社會責任）學情分析：1、知識儲備：學生已知“細胞、核酸、染色體和蛋白質(zhì)”等生物學概念，對于誰是遺傳物質(zhì)充滿探索的興趣。2、學科能力：學生初步掌握探究性實驗的基本程序和控制變量原則，為實驗分析和實驗設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。3、認知障礙：由于學生對DNA受熱變性、降溫復性等知識欠缺，要理解轉(zhuǎn)化的本質(zhì)有困難，課堂上需補充相關(guān)知識幫助學生突破認知障礙；不了解肺炎鏈球菌和T2噬菌體的結(jié)構(gòu)特點，需要課前預習。教學重難點教學重點：1.肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗的過程；2.噬菌體侵染細菌的實驗分析。教學難點：1.分析得出“DNA是遺傳物質(zhì)的直接證據(jù)”的實驗結(jié)論。2.運用科學探究的基本環(huán)節(jié)進行探索。教學過程教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容學生活動設(shè)計意圖課堂導入1、介紹某同學疑患“呼吸道病原混合感染”，從抗原檢測結(jié)果和核酸檢測結(jié)果的矛盾中發(fā)現(xiàn)問題，提問哪一種檢測更有準確性？2、明確醫(yī)學上核酸檢測的重要性和準確性，提出“核酸是遺傳物質(zhì)”的核心概念。3、提問“DNA是遺傳物質(zhì)”是如何被證明的？引出科學史。1、結(jié)合生活經(jīng)驗和已有知識回答問題。2、認識到核酸的重要性，核酸是生物的遺傳物質(zhì)。3、帶著對科學史的興趣，開始接下來的學習。從病癥引入，以抗原檢測和核酸檢測的矛盾，說明核酸的重要性，引出核心概念，營造課堂情境。既貼近學生的日常生活，容易激發(fā)學生興趣；又能順利過渡到科學史的研究，為后續(xù)的教學做鋪墊。校對課前學習任務(wù)展示R型菌和S型菌的結(jié)構(gòu)特點。修正答案，充分認識到兩種肺炎鏈球菌的結(jié)構(gòu)和特點。為后續(xù)的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗做鋪墊。重走格里菲思的發(fā)現(xiàn)之路1、展示表1，學生觀察格里菲思的實驗分組與實驗結(jié)果，思考①該實驗的自變量和因變量是什么？②通過比較哪幾組的實驗結(jié)果，你能得出哪些結(jié)論？2、引導學生遵循單一變量原則，比較不同組的實驗結(jié)果，從而得出實驗結(jié)論。3、說明“加熱殺死的S型菌只有與無致病性的R型菌混合后，才會產(chǎn)生有毒的S型菌，并且其種類與組分1對應。”得出“加熱殺死的S型菌中存在轉(zhuǎn)化因子”的結(jié)論。學生認真研究格里菲思的實驗分組與結(jié)果，回答相關(guān)問題；學習實驗分析的思路和方法，得出相關(guān)結(jié)論。學習科學家利用肺炎鏈球菌設(shè)計轉(zhuǎn)化實驗的原理和過程，分析實驗設(shè)計思路，訓練科學思維?！救蝿?wù)一】設(shè)計實驗探究S型菌中轉(zhuǎn)化因子的本質(zhì)。1、從“S型菌的組分”出發(fā)，引導學生寫出“探究S型菌中轉(zhuǎn)化因子本質(zhì)”的實驗設(shè)計思路。2、在講解實驗設(shè)計思路的過程中，詳細講述如何控制自變量和檢測因變量。學生設(shè)計并完善實驗思路。了解對照實驗設(shè)計的原理和方法。重走艾弗里的發(fā)現(xiàn)之路1、展示艾弗里的實驗過程和實驗結(jié)果，引導學生思考經(jīng)過①至④步，轉(zhuǎn)化因子是否已經(jīng)被去除了？轉(zhuǎn)化因子在哪里呢？推斷出轉(zhuǎn)化因子應當存在于終提取液中。2、引導學生基于已有知識思考如何確定終提取液中的成分？展示材料1和2，說明在對終提取液進行定性測試和元素分析后，得出“S型菌的終提取液中應有DNA”。3、如何進一步驗證結(jié)論？繼續(xù)加入DNA酶觀察實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)基上只有R型菌，說明轉(zhuǎn)化沒有發(fā)生，進一步明確了終提取液中的DNA是轉(zhuǎn)化因子。學生了解和熟悉艾弗里的實驗過程，體會“人為去除某個影響因素后觀察實驗結(jié)果的變化”在實驗研究中的重要性；通過不斷的驗證過程，體會實驗研究的嚴謹性；得出結(jié)論“DNA才是使R型菌產(chǎn)生穩(wěn)定遺傳變化的物質(zhì)”。了解實驗設(shè)計的“減法原理”，結(jié)合已有知識分析材料得出結(jié)論，在實驗驗證的過程中鍛煉思維的嚴謹性。重走赫爾希和蔡斯的發(fā)現(xiàn)之路1、從對艾弗里的質(zhì)疑中，感受到當時技術(shù)的局限性，引發(fā)對實驗材料的再探索。2、展示資料3和4，學習T2噬菌體結(jié)構(gòu)和特點，思考T2噬菌體能否作為適宜的實驗材料。3、展示研究課題“探究T2噬菌體的轉(zhuǎn)化因子是DNA還是蛋白質(zhì)?！币龑W生提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗。深入研究“放射性同位素標記法”，可以用35S和32P分開標記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA。回答T2噬菌體的相關(guān)問題；針對研究課題設(shè)計實驗；了解放射性同位素標記法，能夠用不同的元素分開標記DNA和蛋白質(zhì)。1、認同科學的發(fā)展需要技術(shù)的支持，以及適宜的實驗材料對于實驗設(shè)計的重要性。2、跟隨赫爾希和蔡斯的實驗，體驗完整的科學探究環(huán)節(jié)。3、運用模型與建模的方法將抽象的過程形象的表現(xiàn)出來，訓練科學思維。【任務(wù)二】制作含有35S和32P標記的噬菌體模型1、讓學生用紅色表示有放射性標記，黑色表示無放射性標記，做出不同標記的噬菌體模型。2、引導學生推理出攪拌和離心操作的必要性，通過檢測沉淀物和上清液的放射性來判斷遺傳物質(zhì)。制作模型并說明其代表的含義?！救蝿?wù)三】利用制作的模型，演繹推理寫出3種實驗假設(shè)的預期放射性情況。1、展示表格，讓學生根據(jù)假設(shè)推理出不同的實驗結(jié)果并填表。2、播放“學生演繹推理的過程視頻”。3、展示赫爾希和蔡斯的實驗結(jié)果曲線圖，重點在于“在被侵染的大腸桿菌存活率很高，意味著大腸桿菌還未裂解，新噬菌體還未釋放的情況下，35S組上清液放射性很高”，該實驗結(jié)果支持哪種假設(shè)？支持假設(shè)1，只有DNA注入了大腸桿菌。4、提問“如何進一步驗證假設(shè)1”，可以檢測子代噬菌體中的放射性。展示最終的實驗結(jié)果，子代噬菌體中檢測到32P，沒有檢測到35S。最終得出結(jié)論：DNA是噬菌體的遺傳物質(zhì)。5、通過預測結(jié)果和實際結(jié)果的比較，發(fā)現(xiàn)該實驗中存在的誤差，引導學生在另外的課時中繼續(xù)分析誤差，對該實驗進一步反思交流。1、利用模型進行演繹推理，針對不同的假設(shè)得出不同預期結(jié)果，填表并校對答案。2、分析實驗結(jié)果曲線圖，判斷其結(jié)果與哪種假設(shè)相對應，并繼續(xù)思考進一步驗證假設(shè)的方法。3、能夠發(fā)現(xiàn)誤差，并嘗試對實驗結(jié)果進行反思與交流。課堂小結(jié)1、回顧本節(jié)課三個重要的科學史實驗，從實驗證據(jù)中認同“DNA是遺傳物質(zhì)”的實驗結(jié)論。2、回顧科學探究的基本環(huán)節(jié)，即提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實施實驗、得出結(jié)論、反思交流?；貞洝w納、整理本節(jié)課的核心概念，熟記科學探究基本環(huán)節(jié)并嘗試應用。強化學生對重點概念和科學探究環(huán)節(jié)的記憶與理解。學以致用1、介紹除了DNA外，RNA也可以作為病毒的遺傳物質(zhì)，展示資料5，營造新的情景，引導學生運用放射性同位素標記的實驗方法，以必要的實驗探究環(huán)節(jié)為基礎(chǔ)，設(shè)計實驗以確定某種新型流感病毒的類型。2、課外拓展：查詢相關(guān)資料，了解現(xiàn)代醫(yī)學中確定病毒類型的方法；查找證明“核酸是遺傳物質(zhì)”的其他證據(jù)。1、嘗試設(shè)計實驗，并寫出實驗思路、預期實驗結(jié)果和結(jié)論。2、在課余時間，通過查閱更多資料來拓寬對現(xiàn)代醫(yī)學相關(guān)技術(shù)的了解，以深化對核心概念的理解和掌握。鼓勵學生運用科學研究方法解決實際問題，激發(fā)他們對現(xiàn)代醫(yī)學技術(shù)的興趣與研究熱情，并培養(yǎng)學生的社會責任感。教學反思：本節(jié)課以幾位科學家探索和證明“DNA是遺傳物質(zhì)”的科學史為主線，通過了解科學家提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗、實施實驗、得出結(jié)論、反思交流的過程，讓學生初步形成生命的物質(zhì)觀，培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力，理解自變量控制和因變量檢測的方法，體會科學探究的基本思路和環(huán)節(jié)。本節(jié)課的主要亮點如下：1.重溫科學家的探索之路，分析經(jīng)典的科學史實驗從研究過程和結(jié)論中理解科學原理。從分析格里菲思的肺炎鏈球菌轉(zhuǎn)化實驗，到艾弗里利用“逐步去除混合液中的某種物質(zhì)來觀察轉(zhuǎn)化是否發(fā)生”從而證明