2019版 浙科版 高中生物學 選擇性必修3 生物技術(shù)與工程《第四章 基因工程》大單元整體教學設(shè)計2020課標

版浙科版高中生物學選擇性必修3生物技術(shù)與工程《第四章基因工程》大單元整體教學設(shè)計[2020課標]一、內(nèi)容分析與整合二、《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》分解三、學情分析四、大主題或大概念設(shè)計五、大單元目標敘寫六、大單元教學重點七、大單元教學難點八、大單元整體教學思路九、學業(yè)評價十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)十二、單元學歷案十三、學科實踐與跨學科學習設(shè)計十四、大單元作業(yè)設(shè)計十五、“教-學-評”一致性課時設(shè)計十六、大單元教學反思一、內(nèi)容分析與整合（一）教學內(nèi)容分析《第四章基因工程》是高中生物學選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中的重要章節(jié)，它涵蓋了基因工程的基本原理、操作流程、應(yīng)用領(lǐng)域以及相關(guān)的倫理與安全問題。本章內(nèi)容旨在讓學生深入了解基因工程這一現(xiàn)代生物技術(shù)的核心，理解其如何賦予生物新的遺傳特性，并探討基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護等多個領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用及其對社會的影響?；蚬こ淌且婚T涉及多個學科交叉的綜合性技術(shù)，它基于分子生物學、遺傳學、生物化學等學科的理論基礎(chǔ)，通過體外操作DNA分子，實現(xiàn)基因的剪切、連接、復(fù)制和表達，從而創(chuàng)造出具有特定遺傳性狀的新生物類型。這一過程不僅需要對基因工程的基本原理有深刻的理解，還需要掌握一系列復(fù)雜的實驗操作技術(shù)，如DNA的提取與純化、限制性內(nèi)切核酸酶的使用、DNA連接酶的連接作用、載體的選擇與改造、外源基因的導(dǎo)入與表達檢測等。在教學過程中，本章內(nèi)容將分為兩節(jié)進行講授。第一節(jié)《基因工程賦予生物新的遺傳特性》將重點介紹基因工程的基本原理和操作流程，包括基因工程的概念、工具酶的作用、載體的選擇、目的基因的獲取與導(dǎo)入、重組DNA分子的構(gòu)建與鑒定等。通過這一節(jié)的學習，學生將建立起對基因工程技術(shù)的全面認識，理解其如何通過人為操作改變生物的遺傳信息，從而賦予生物新的性狀。第二節(jié)《基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用》則將重點介紹基因工程技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用及其帶來的社會影響。這包括基因工程在農(nóng)業(yè)育種、醫(yī)藥生產(chǎn)、環(huán)境保護等方面的應(yīng)用實例，以及基因工程技術(shù)在倫理、安全等方面引發(fā)的社會爭議和討論。通過這一節(jié)的學習，學生將深刻認識到基因工程技術(shù)對現(xiàn)代社會發(fā)展的巨大推動作用，同時也將思考其可能帶來的潛在風險和挑戰(zhàn)。（二）單元內(nèi)容分析本單元內(nèi)容緊密圍繞基因工程技術(shù)的核心概念和操作流程展開，旨在讓學生全面了解基因工程的原理、技術(shù)和應(yīng)用。通過本章的學習，學生將掌握以下核心知識點：基因工程的概念與原理：理解基因工程的概念、發(fā)展歷程及其在生物學領(lǐng)域的重要地位；掌握基因工程的基本原理，包括DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、中心法則、遺傳密碼的破譯等?；蚬こ痰墓ぞ呙概c載體：了解限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶等基因工程工具酶的作用和特性；掌握載體的選擇與改造原則，理解質(zhì)粒、噬菌體等常用載體的結(jié)構(gòu)和功能。目的基因的獲取與導(dǎo)入：掌握通過化學合成法、基因組文庫構(gòu)建法、PCR技術(shù)等獲取目的基因的方法；了解外源基因?qū)胧荏w細胞的方法和技術(shù)，包括顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、電擊法、基因槍法等。重組DNA分子的構(gòu)建與鑒定：理解重組DNA分子的構(gòu)建過程，包括目的基因與載體的連接、重組質(zhì)粒的篩選與鑒定等；掌握凝膠電泳、PCR擴增等鑒定重組DNA分子的常用方法。基因工程技術(shù)的應(yīng)用：了解基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種、醫(yī)藥生產(chǎn)、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用實例；分析基因工程技術(shù)對現(xiàn)代社會發(fā)展的推動作用及其可能帶來的潛在風險和挑戰(zhàn)。基因工程的倫理與安全：探討基因工程技術(shù)在倫理、安全等方面引發(fā)的社會爭議和討論；理解基因工程技術(shù)應(yīng)遵循的倫理原則和安全規(guī)范。（三）單元內(nèi)容整合為了讓學生更好地理解和掌握基因工程技術(shù)的核心概念和操作流程，本單元內(nèi)容將進行以下整合：知識點串聯(lián)：將基因工程的概念、原理、工具酶與載體、目的基因的獲取與導(dǎo)入、重組DNA分子的構(gòu)建與鑒定等知識點串聯(lián)起來，形成一個完整的知識體系。通過知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯順序，幫助學生更好地理解基因工程技術(shù)的整體框架和操作流程。理論與實踐相結(jié)合：在講授理論知識的同時，注重引導(dǎo)學生參與實驗操作和實踐探究。通過設(shè)計一系列與基因工程技術(shù)相關(guān)的實驗活動，如DNA的提取與純化、PCR擴增、凝膠電泳等，讓學生在實踐中加深對理論知識的理解和掌握。案例分析與討論：選取基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種、醫(yī)藥生產(chǎn)、環(huán)境保護等領(lǐng)域的應(yīng)用實例作為案例進行分析和討論。通過案例分析，讓學生深刻認識到基因工程技術(shù)對現(xiàn)代社會發(fā)展的巨大推動作用；通過討論引導(dǎo)學生思考基因工程技術(shù)可能帶來的潛在風險和挑戰(zhàn)，培養(yǎng)其批判性思維和問題解決能力。跨學科融合：將基因工程技術(shù)與其他學科進行融合教學。例如，將基因工程技術(shù)與信息技術(shù)、倫理學等學科相結(jié)合，探討基因工程技術(shù)在信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用前景以及其在倫理道德方面的爭議和挑戰(zhàn)。通過跨學科融合教學，拓寬學生的知識視野和思維廣度。二、《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》分解高中生物學學科核心素養(yǎng)根據(jù)《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，高中生物學學科核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個方面。以下是對這四個方面的具體分解：（一）生命觀念生命觀念是指對觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進行解釋后的抽象，是人們經(jīng)過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關(guān)事件和現(xiàn)象的意識、觀念和思想方法。在《第四章基因工程》的教學中，生命觀念的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：結(jié)構(gòu)與功能觀：通過介紹基因工程的基本原理和操作流程，讓學生理解DNA的結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系。例如，在講解DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)時，強調(diào)其穩(wěn)定性、復(fù)制和轉(zhuǎn)錄的功能；在講解基因表達時，強調(diào)基因編碼的蛋白質(zhì)在生物體中的特定功能。進化與適應(yīng)觀：通過介紹基因工程在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用實例，讓學生理解生物進化與適應(yīng)的基本原理。例如，在講解抗蟲棉的培育過程時，強調(diào)基因工程如何幫助棉花適應(yīng)蟲害環(huán)境并提高其生存能力。穩(wěn)態(tài)與平衡觀：通過介紹基因工程在環(huán)境保護中的應(yīng)用實例，讓學生理解生物體內(nèi)外環(huán)境的穩(wěn)態(tài)與平衡原理。例如，在講解利用基因工程技術(shù)降解污染物的微生物時，強調(diào)這些微生物如何通過基因改造來適應(yīng)污染環(huán)境并維持其生態(tài)平衡。物質(zhì)與能量觀：通過介紹基因工程在醫(yī)藥生產(chǎn)中的應(yīng)用實例，讓學生理解生物體內(nèi)物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換和傳遞過程。例如，在講解利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素的過程時，強調(diào)基因工程如何幫助生物體合成具有特定功能的蛋白質(zhì)并將其轉(zhuǎn)化為能量供生物體使用。在教學過程中，教師應(yīng)注重引導(dǎo)學生運用生命觀念來解釋和分析生物學相關(guān)事件和現(xiàn)象。例如，在講解基因工程技術(shù)的倫理和安全問題時，可以引導(dǎo)學生運用生命觀念來思考人類是否應(yīng)該干預(yù)生物的遺傳信息以及這種干預(yù)可能帶來的后果。（二）科學思維科學思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。在《第四章基因工程》的教學中，科學思維的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：歸納與概括：通過介紹基因工程的基本原理和操作流程，引導(dǎo)學生對大量生物學事實和數(shù)據(jù)進行歸納和概括。例如，在講解基因工程的操作流程時，可以引導(dǎo)學生總結(jié)各個步驟的共同點和差異點，并概括出基因工程技術(shù)的整體框架和操作流程。演繹與推理：通過介紹基因工程在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實例，引導(dǎo)學生運用演繹與推理的方法來分析問題和解決問題。例如，在講解基因工程在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生根據(jù)已有的基因工程知識和農(nóng)業(yè)育種知識來推測新育種方法的可能性和效果。模型與建模：通過設(shè)計一系列與基因工程技術(shù)相關(guān)的實驗活動，引導(dǎo)學生運用模型與建模的方法來探究生物學問題。例如，在設(shè)計DNA提取與純化的實驗時，可以引導(dǎo)學生構(gòu)建DNA分子的模型來幫助其理解DNA的結(jié)構(gòu)和功能；在設(shè)計PCR擴增的實驗時，可以引導(dǎo)學生構(gòu)建PCR反應(yīng)體系的模型來幫助其理解PCR擴增的原理和過程。批判性思維：通過介紹基因工程技術(shù)的倫理和安全問題以及社會爭議和討論，引導(dǎo)學生運用批判性思維來審視和評價不同的觀點和立場。例如，在講解基因工程技術(shù)的倫理問題時，可以引導(dǎo)學生思考不同國家和地區(qū)對基因工程技術(shù)的態(tài)度和規(guī)定是否合理和公正；在講解基因工程技術(shù)的安全問題時，可以引導(dǎo)學生思考基因工程技術(shù)可能帶來的潛在風險和挑戰(zhàn)以及如何應(yīng)對這些風險和挑戰(zhàn)。在教學過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的科學思維習慣和能力。例如，在引導(dǎo)學生進行實驗操作時，可以鼓勵學生自主設(shè)計實驗方案、收集實驗數(shù)據(jù)并分析實驗結(jié)果；在引導(dǎo)學生進行案例分析和討論時，可以鼓勵學生提出自己的觀點和見解并嘗試用事實和證據(jù)來支持自己的觀點。（三）科學探究科學探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。在《第四章基因工程》的教學中，科學探究的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：問題發(fā)現(xiàn)與提出：通過引導(dǎo)學生觀察現(xiàn)實世界中的生物學現(xiàn)象和問題來激發(fā)其好奇心和求知欲，并鼓勵其提出具有探究價值的生物學問題。例如，在介紹基因工程技術(shù)在醫(yī)藥生產(chǎn)中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生思考如何利用基因工程技術(shù)來生產(chǎn)更多具有治療作用的蛋白質(zhì)藥物并提出相關(guān)的問題。實驗設(shè)計與實施：通過設(shè)計一系列與基因工程技術(shù)相關(guān)的實驗活動來培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計和實施能力。例如，在設(shè)計DNA提取與純化的實驗時，可以引導(dǎo)學生自主設(shè)計實驗方案、選擇實驗材料和試劑、控制實驗條件并實施實驗；在設(shè)計PCR擴增的實驗時，可以引導(dǎo)學生根據(jù)PCR反應(yīng)的原理和過程來設(shè)計實驗方案并實施實驗。結(jié)果分析與交流：通過引導(dǎo)學生對實驗結(jié)果進行分析和交流來培養(yǎng)其分析問題和解決問題的能力。例如，在完成DNA提取與純化的實驗后，可以引導(dǎo)學生對提取的DNA進行凝膠電泳分析并觀察結(jié)果；在完成PCR擴增的實驗后，可以引導(dǎo)學生對擴增產(chǎn)物進行凝膠電泳分析并觀察結(jié)果。然后組織學生分享自己的實驗結(jié)果和分析過程，并引導(dǎo)其他同學對其進行評價和討論。團隊合作與創(chuàng)新：通過組織學生進行小組合作學習和探究活動來培養(yǎng)其團隊合作能力和創(chuàng)新精神。例如，在設(shè)計并實施基因工程技術(shù)相關(guān)的實驗活動時，可以將學生分成若干小組并分配不同的任務(wù)；鼓勵小組成員之間相互協(xié)作、共同完成任務(wù)并嘗試創(chuàng)新實驗方法和思路。在教學過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的科學探究能力和創(chuàng)新精神。例如，在引導(dǎo)學生進行實驗操作時，可以鼓勵學生嘗試不同的實驗方法和條件來探究生物學問題；在引導(dǎo)學生進行案例分析和討論時，可以鼓勵學生從不同的角度和層面來思考問題并提出新的觀點和見解。（四）社會責任社會責任是指基于生物學的認識參與個人與社會事務(wù)的討論、作出理性解釋和判斷、解決生產(chǎn)生活問題的擔當和能力。在《第四章基因工程》的教學中，社會責任的培養(yǎng)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：參與社會議題討論：通過介紹基因工程技術(shù)的倫理和安全問題以及社會爭議和討論來引導(dǎo)學生關(guān)注社會議題并參與討論。例如，在講解基因工程技術(shù)的倫理問題時，可以引導(dǎo)學生思考基因工程技術(shù)對人類健康、生態(tài)環(huán)境和社會倫理等方面可能產(chǎn)生的影響；在講解基因工程技術(shù)的安全問題時，可以引導(dǎo)學生思考如何保障基因工程技術(shù)的安全性和可靠性以及應(yīng)對潛在風險和挑戰(zhàn)的措施。理性解釋與判斷：通過引導(dǎo)學生運用生物學知識和科學思維方法來對社會議題進行理性解釋和判斷來培養(yǎng)其理性思考能力和問題解決能力。例如，在講解基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生運用遺傳學和進化論的知識來解釋基因工程技術(shù)如何幫助植物適應(yīng)環(huán)境變化并提高產(chǎn)量；在講解基因工程技術(shù)在醫(yī)藥生產(chǎn)中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生運用分子生物學和生物化學的知識來解釋基因工程技術(shù)如何幫助人類生產(chǎn)更多具有治療作用的蛋白質(zhì)藥物。解決生產(chǎn)生活問題：通過介紹基因工程技術(shù)在各個領(lǐng)域的應(yīng)用實例來引導(dǎo)學生思考如何利用基因工程技術(shù)來解決生產(chǎn)生活問題。例如，在講解基因工程技術(shù)在環(huán)境保護中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生思考如何利用基因工程技術(shù)來降解污染物、凈化水質(zhì)和空氣等；在講解基因工程技術(shù)在食品安全中的應(yīng)用時，可以引導(dǎo)學生思考如何利用基因工程技術(shù)來提高食品的營養(yǎng)價值和安全性等。宣傳普及生物學知識：通過組織學生進行生物學知識宣傳普及活動來培養(yǎng)其社會責任感和使命感。例如，可以組織學生參加生物學知識競賽、科普講座、實驗室開放日等活動來向公眾普及生物學知識和基因工程技術(shù)的基本原理和應(yīng)用前景；可以組織學生到社區(qū)、學?；蚱髽I(yè)進行生物學知識宣傳和咨詢活動來提高公眾對基因工程技術(shù)的認識和接受度。在教學過程中，教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的社會責任意識和擔當能力。例如，在引導(dǎo)學生進行社會議題討論時，可以鼓勵學生積極參與并發(fā)表自己的觀點和見解；在引導(dǎo)學生進行理性解釋與判斷時，可以引導(dǎo)學生運用科學思維方法來分析問題并提出合理的解決方案；在引導(dǎo)學生解決生產(chǎn)生活問題時，可以鼓勵學生運用基因工程技術(shù)來嘗試解決實際問題并提出創(chuàng)新的思路和方法；在引導(dǎo)學生宣傳普及生物學知識時，可以鼓勵學生積極參與并組織相關(guān)活動來提高公眾對基因工程技術(shù)的認識和接受度。學情分析（一）已知內(nèi)容分析在進入《第四章基因工程》的學習之前，學生已經(jīng)完成了高中生物學必修課程的學習，具備了一定的生物學基礎(chǔ)知識。特別是在必修模塊中，學生已經(jīng)學習了《分子與細胞》和《遺傳與進化》兩個模塊的內(nèi)容，對細胞的結(jié)構(gòu)與功能、遺傳信息的傳遞與表達、生物的變異與進化等核心概念有了較為深入的理解。這些知識為學習基因工程奠定了堅實的基礎(chǔ)。細胞與分子基礎(chǔ)：學生了解了細胞是生物體結(jié)構(gòu)與生命活動的基本單位，掌握了細胞膜的選擇透過性、物質(zhì)的跨膜運輸方式、細胞內(nèi)的酶促反應(yīng)、ATP作為直接能源物質(zhì)等基礎(chǔ)知識。學生還學習了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)、遺傳信息的轉(zhuǎn)錄和翻譯過程，以及基因突變、基因重組等遺傳變異的基本概念。遺傳與進化理論：學生理解了孟德爾遺傳規(guī)律、基因的自由組合定律和連鎖與交換定律，掌握了基因在染色體上的定位、減數(shù)分裂過程中染色體的行為變化等知識點。學生還學習了現(xiàn)代生物進化理論，包括自然選擇學說、物種形成機制、生物多樣性的形成等。生物技術(shù)應(yīng)用：在必修模塊中，學生已經(jīng)接觸到了一些生物技術(shù)的基本概念，如發(fā)酵工程、植物組織培養(yǎng)等，對生物技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等領(lǐng)域的應(yīng)用有了初步的認識。（二）新知內(nèi)容分析《第四章基因工程》的教學內(nèi)容主要包括基因工程的基本原理、操作程序、應(yīng)用以及蛋白質(zhì)工程等延伸內(nèi)容。這些內(nèi)容對于學生來說是全新的，需要在已有知識的基礎(chǔ)上進行深入學習和理解?；蚬こ痰幕驹恚簩W生需要了解基因工程的概念，即通過人工手段將外源基因?qū)胧荏w細胞，使其獲得新的遺傳特性。這包括基因工程的核心——DNA重組技術(shù)，以及實現(xiàn)DNA重組所需的工具酶（如限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶）和載體（如質(zhì)粒、噬菌體等）?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颍簩W生需要掌握基因工程的基本步驟，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定。這些步驟涉及復(fù)雜的分子生物學技術(shù)和實驗操作技能?；蚬こ痰膽?yīng)用：學生需要了解基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例，如利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)人胰島素、抗蟲棉等。還需要關(guān)注基因工程的安全與倫理問題，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、生殖性克隆人的倫理爭議等。蛋白質(zhì)工程：作為基因工程的延伸，蛋白質(zhì)工程旨在通過基因改造獲得具有特定功能的蛋白質(zhì)。學生需要了解蛋白質(zhì)工程的基本原理和設(shè)計流程，以及其在醫(yī)藥、工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景。（三）學生學習能力分析高中生物學選擇性必修3的學生已經(jīng)具備了一定的自主學習能力、實驗操作能力和科學探究能力。這些能力為學習基因工程這一復(fù)雜而抽象的內(nèi)容提供了有力的支持。自主學習能力：學生能夠通過閱讀教材、查閱文獻等方式獲取新知識，對基因工程的基本原理、操作程序和應(yīng)用實例進行自主學習和思考。學生還能夠利用網(wǎng)絡(luò)資源進行拓展學習，了解基因工程的最新研究進展和應(yīng)用動態(tài)。實驗操作能力：在必修模塊的學習中，學生已經(jīng)掌握了一些基本的生物學實驗技能，如顯微鏡的使用、無菌操作技術(shù)、DNA的提取與鑒定等。這些技能為基因工程的實驗操作提供了基礎(chǔ)。通過進一步的實驗訓練，學生將能夠獨立完成基因工程相關(guān)的實驗任務(wù)?？茖W探究能力：學生已經(jīng)具備了一定的科學探究能力，能夠提出問題、設(shè)計實驗方案、收集和分析數(shù)據(jù)并得出結(jié)論。在基因工程的學習過程中，學生將運用這些能力進行科學探究活動，如探究不同載體對目的基因表達效率的影響、優(yōu)化基因工程操作程序等。（四）學習障礙突破策略針對基因工程這一復(fù)雜而抽象的學習內(nèi)容，教師需要采取一系列有效的教學策略來幫助學生克服學習障礙，提高學習效果。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)：基因工程涉及多個學科領(lǐng)域的知識點和技術(shù)方法，學生容易感到困惑和迷茫。教師需要幫助學生構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，將基因工程的基本原理、操作程序和應(yīng)用實例等知識點有機聯(lián)系起來，形成系統(tǒng)的知識體系。這有助于學生更好地理解基因工程的整體框架和內(nèi)在邏輯。強化實驗操作：基因工程是一門實驗性很強的學科，學生需要通過實驗操作來加深對理論知識的理解。教師需要加強實驗教學環(huán)節(jié)的設(shè)計和組織，提供充足的實驗材料和設(shè)備支持，確保學生能夠獨立完成實驗任務(wù)并獲得良好的實驗效果。教師還需要加強對實驗過程的指導(dǎo)和監(jiān)督，及時發(fā)現(xiàn)和糾正學生的操作錯誤，確保實驗的安全性和準確性。開展探究性學習：探究性學習是培養(yǎng)學生科學探究能力的重要途徑。在基因工程的學習過程中，教師可以設(shè)計一系列探究性學習任務(wù)，如探究不同載體對目的基因表達效率的影響、優(yōu)化基因工程操作程序等。通過這些任務(wù)的設(shè)計和實施，學生可以運用所學知識進行科學探究活動，提高分析問題和解決問題的能力。運用信息技術(shù)手段：信息技術(shù)手段可以為基因工程的學習提供有力的支持。教師可以利用多媒體教學軟件、網(wǎng)絡(luò)教學資源等信息技術(shù)手段來輔助教學活動的開展。例如，可以利用動畫演示基因工程的基本操作程序、展示基因工程的應(yīng)用實例等；可以利用網(wǎng)絡(luò)教學資源來拓展學生的學習視野和知識面；還可以利用在線交流平臺來促進學生之間的交流和合作等。關(guān)注個體差異：學生在學習基因工程的過程中會表現(xiàn)出不同的學習特點和能力水平。教師需要關(guān)注學生的個體差異，采取因材施教的教學策略來滿足不同學生的學習需求。例如，對于學習基礎(chǔ)較好的學生，可以鼓勵他們進行拓展學習和深入研究；對于學習基礎(chǔ)較弱的學生，則需要加強基礎(chǔ)知識的講解和鞏固訓練等。通過構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)、強化實驗操作、開展探究性學習、運用信息技術(shù)手段以及關(guān)注個體差異等教學策略的運用，教師可以幫助學生克服學習障礙，提高學習效果。教師還需要注重培養(yǎng)學生的自主學習能力和科學探究能力，為學生的終身發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。四、大主題或大概念設(shè)計本單元的大主題設(shè)計為“基因工程：賦予生物新遺傳特性與技術(shù)的廣泛應(yīng)用”。圍繞這一主題，通過兩個子課題的學習活動，幫助學生深入理解基因工程的基本原理、操作步驟及其在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)學生的科學思維和實踐能力，增強對生物技術(shù)的社會責任感。五、大單元目標敘寫高中生物學學科核心素養(yǎng)：（一）生命觀念理解基因工程的基本概念，認識基因工程是通過對DNA分子進行體外操作，賦予生物新遺傳特性的技術(shù)。掌握基因工程的基本操作流程，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定。形成結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念，理解基因工程如何通過改變生物體的遺傳物質(zhì)來改變其性狀和功能。（二）科學思維運用歸納與概括的方法，總結(jié)基因工程的基本工具和載體，理解它們在基因工程操作中的作用。運用演繹與推理的方法，分析基因工程在解決實際問題中的應(yīng)用，如利用基因工程改良作物品種、生產(chǎn)基因工程藥物等。通過模型與建模，構(gòu)建基因工程操作流程的模型，加深對基因工程原理的理解。培養(yǎng)批判性思維，評估基因工程技術(shù)的安全性與倫理問題，形成科學、理性的判斷。（三）科學探究能夠針對基因工程中的具體問題，提出探究性的問題，并設(shè)計實驗方案進行探究。掌握PCR技術(shù)、凝膠電泳等基因工程常用的實驗技術(shù)，能夠獨立或合作完成相關(guān)實驗。學會收集、整理和分析基因工程相關(guān)的科學數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告，并與他人進行交流。通過參與基因工程實踐活動，提高解決實際問題的能力。（四）社會責任關(guān)注基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，理解其對人類社會發(fā)展的貢獻。認識基因工程技術(shù)的安全性與倫理問題，參與相關(guān)議題的討論，形成正確的價值觀。培養(yǎng)尊重生命、關(guān)愛自然的意識，積極參與生物多樣性保護和環(huán)境保護的實踐活動。宣傳基因工程技術(shù)的科學知識和應(yīng)用價值，提高公眾對生物技術(shù)的認知度和接受度。六、大單元教學重點基因工程的基本概念和原理：闡明基因工程的概念、發(fā)展歷史及其在生命科學領(lǐng)域的重要性。解釋基因工程的基本原理，包括DNA重組技術(shù)、基因表達調(diào)控等?；蚬こ痰幕静僮髁鞒蹋涸敿毥榻B基因工程的基本操作步驟，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定。通過案例分析，加深學生對基因工程操作流程的理解。基因工程在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用：介紹基因工程在改良作物品種、提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)、生產(chǎn)基因工程藥物、治理環(huán)境污染等方面的應(yīng)用實例。分析基因工程技術(shù)在解決實際問題中的優(yōu)勢和不足，探討其未來發(fā)展的趨勢?；蚬こ碳夹g(shù)的安全性與倫理問題：探討基因工程技術(shù)可能帶來的安全性問題，如轉(zhuǎn)基因生物的安全性、基因污染等。分析基因工程技術(shù)涉及的倫理問題，如基因編輯嬰兒的倫理爭議、基因隱私等。引導(dǎo)學生形成科學、理性的判斷，培養(yǎng)對生物技術(shù)的社會責任感。七、大單元教學難點基因工程基本原理的深入理解：基因工程涉及許多抽象的生物學概念和原理，如DNA重組技術(shù)、基因表達調(diào)控等，學生理解起來可能存在一定的困難。需要通過直觀的教學手段，如動畫演示、模型構(gòu)建等，幫助學生加深對基因工程基本原理的理解?；蚬こ滩僮髁鞒痰恼莆眨夯蚬こ滩僮髁鞒虖?fù)雜，涉及多個步驟和多種技術(shù)，學生需要掌握這些技術(shù)和步驟，才能獨立完成基因工程實驗。需要通過實驗教學和實踐活動，讓學生親自動手操作，加深對基因工程操作流程的理解和掌握。基因工程技術(shù)在解決實際問題中的應(yīng)用分析：基因工程技術(shù)在解決實際問題中的應(yīng)用往往涉及多個學科的知識和復(fù)雜的問題情境，學生需要具備綜合運用知識的能力，才能準確分析問題并提出解決方案。需要通過案例分析、小組討論等教學方式，培養(yǎng)學生的綜合運用能力和解決問題的能力?；蚬こ碳夹g(shù)的安全性與倫理問題的評估：基因工程技術(shù)的安全性與倫理問題涉及多個方面和復(fù)雜的利益關(guān)系，學生需要具備批判性思維和綜合分析能力，才能準確評估這些問題并形成科學、理性的判斷。需要通過辯論賽、專題研討等教學方式，引導(dǎo)學生深入思考基因工程技術(shù)的安全性與倫理問題，培養(yǎng)批判性思維和綜合分析能力。教學策略與實施建議采用直觀教學手段：利用動畫演示、模型構(gòu)建等直觀教學手段，幫助學生理解基因工程的基本原理和操作流程。通過多媒體展示基因工程技術(shù)的應(yīng)用實例，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。加強實驗教學和實踐活動：設(shè)計一系列與基因工程相關(guān)的實驗課程，如PCR技術(shù)、凝膠電泳等，讓學生親自動手操作，加深對基因工程操作流程的理解和掌握。組織學生參觀基因工程實驗室或相關(guān)企業(yè)，了解基因工程技術(shù)的實際應(yīng)用和操作流程。注重案例分析和小組討論：選取與基因工程相關(guān)的典型案例，引導(dǎo)學生進行分析和討論，培養(yǎng)學生的綜合運用能力和解決問題的能力。通過小組討論、角色扮演等教學方式，激發(fā)學生的思維火花，提高課堂互動性和參與度。加強跨學科整合：將基因工程技術(shù)與物理學、化學、數(shù)學等其他學科進行整合，培養(yǎng)學生的跨學科整合能力和綜合素質(zhì)。邀請其他學科的專家進行講座或研討會，拓寬學生的學術(shù)視野和知識面。關(guān)注社會熱點和實際問題：關(guān)注基因工程技術(shù)在社會熱點和實際問題中的應(yīng)用，引導(dǎo)學生關(guān)注社會問題并培養(yǎng)社會責任感。組織學生參與社會調(diào)查、志愿服務(wù)等實踐活動，將所學知識應(yīng)用于實際問題的解決中。通過以上教學策略和實施建議的實施，可以幫助學生深入理解基因工程的基本原理和操作流程，掌握基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，培養(yǎng)科學思維和實踐能力，增強對生物技術(shù)的社會責任感。八、大單元整體教學思路在《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版浙科版高中生物學選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》中的《第四章基因工程》教學內(nèi)容，本大單元的整體教學思路旨在通過一系列精心設(shè)計的教學活動，引導(dǎo)學生深入理解基因工程的基本原理、操作程序及其廣泛應(yīng)用，同時著重培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。以下是對本大單元整體教學思路的詳細闡述。一、教學目標設(shè)定（一）生命觀念結(jié)構(gòu)與功能觀：學生能夠理解基因工程是通過改變生物體的遺傳物質(zhì)（DNA）來賦予生物新的遺傳特性，進而理解基因、蛋白質(zhì)與生物體功能之間的密切關(guān)系。例如，通過基因工程手段將人的胰島素基因?qū)氪竽c桿菌，使大腸桿菌能夠合成人胰島素，體現(xiàn)了基因作為遺傳信息載體在生物體功能實現(xiàn)中的核心作用。進化與適應(yīng)觀：學生能夠認識到基因工程是人類利用現(xiàn)代生物技術(shù)對生物體進行的有目的的人工選擇，這種選擇加速了生物進化的進程，使生物體更快地適應(yīng)人類的需求。例如，通過基因工程培育的抗病、抗蟲、抗逆作物品種，是人類為了應(yīng)對環(huán)境變化和資源短缺而采取的一種進化策略。穩(wěn)態(tài)與平衡觀：學生能夠理解基因工程在維持生物體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)和生態(tài)平衡方面的重要作用。例如，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的生物農(nóng)藥和生物肥料，可以減少化學農(nóng)藥和化肥的使用，從而保護生態(tài)環(huán)境，維持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)。物質(zhì)與能量觀：學生能夠認識到基因工程過程中涉及的物質(zhì)（如DNA、酶、載體等）和能量（如ATP水解提供的能量）的轉(zhuǎn)換和利用，理解這些物質(zhì)和能量在基因工程操作中的關(guān)鍵作用。（二）科學思維歸納與概括：學生能夠通過分析基因工程的基本原理和操作程序，歸納出基因工程的一般流程和關(guān)鍵步驟，如目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定。演繹與推理：學生能夠運用基因工程的基本原理，推理出基因工程在不同領(lǐng)域（如醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等）的潛在應(yīng)用，并能夠預(yù)測基因工程可能帶來的社會、倫理和環(huán)境問題。模型與建模：學生能夠利用DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型、基因表達載體構(gòu)建模型等，直觀地理解基因工程的基本概念和操作過程，并能夠運用這些模型解決實際問題。批判性思維：學生能夠批判性地分析基因工程相關(guān)的科學報道和研究成果，識別其中的科學事實和偽科學言論，形成科學的判斷和評價。創(chuàng)造性思維：學生能夠運用基因工程的基本原理和技術(shù)手段，創(chuàng)造性地提出解決實際問題的方案，如設(shè)計基因工程實驗方案、開發(fā)新型基因工程產(chǎn)品等。（三）科學探究提出問題：學生能夠基于基因工程的基本原理和應(yīng)用，提出具有探究價值的問題，如“如何提高基因工程產(chǎn)品的表達效率？”“基因工程產(chǎn)品對人體健康和環(huán)境安全有何潛在風險？”等。作出假設(shè)：學生能夠根據(jù)已有知識和科學原理，對提出的問題作出合理的假設(shè)，如“通過優(yōu)化基因表達載體的結(jié)構(gòu)可以提高基因工程產(chǎn)品的表達效率。”設(shè)計實驗方案：學生能夠設(shè)計并實施基因工程相關(guān)的實驗方案，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定等步驟。收集和分析數(shù)據(jù)：學生能夠運用科學的方法收集實驗數(shù)據(jù)，并運用統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理和分析，得出科學結(jié)論。得出結(jié)論并交流：學生能夠基于實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，得出科學結(jié)論，并能夠以口頭或書面的形式與他人交流實驗結(jié)果和心得體會。（四）社會責任參與社會議題討論：學生能夠基于生物學知識，積極參與基因工程相關(guān)的社會議題討論，如基因編輯嬰兒、轉(zhuǎn)基因食品安全等，表達自己的觀點和立場。作出理性決策：學生能夠運用生物學知識，對基因工程相關(guān)的社會議題進行理性分析和判斷，作出科學的決策和建議。傳播生物學知識：學生能夠運用所學知識，向他人傳播基因工程的基本原理和應(yīng)用，提高公眾對基因工程的認知度和接受度。關(guān)注生物安全：學生能夠認識到基因工程在帶來巨大經(jīng)濟和社會效益的同時，也可能帶來生物安全風險，如基因污染、生態(tài)失衡等，因此應(yīng)高度關(guān)注生物安全問題，積極參與生物安全管理和監(jiān)管工作。二、大單元教學重點基因工程的基本原理：重點講解基因工程的定義、發(fā)展歷史、基本原理和操作程序，使學生深入理解基因工程作為一種現(xiàn)代生物技術(shù)的核心內(nèi)容和應(yīng)用價值?；蚬こ坦ぞ呙负洼d體的作用：重點介紹限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體等基因工程工具的作用和應(yīng)用，使學生掌握基因工程操作的關(guān)鍵技術(shù)和方法?；蚬こ痰膽?yīng)用：重點講解基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例和前景，使學生認識到基因工程在推動社會進步和改善人類生活方面的重要作用。基因工程的安全與倫理問題：重點討論基因工程在帶來巨大經(jīng)濟和社會效益的同時可能帶來的安全與倫理問題，如基因污染、生態(tài)失衡、倫理道德爭議等，培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識。三、大單元教學難點基因工程基本原理的深入理解：基因工程涉及生物學、化學、物理學等多個學科的知識和技術(shù)手段，學生需要綜合運用這些知識和技術(shù)手段才能深入理解基因工程的基本原理和操作程序?；蚬こ虒嶒灱寄艿呐囵B(yǎng)：基因工程實驗需要高精度的操作技術(shù)和嚴格的實驗條件控制，學生需要通過反復(fù)練習和實踐才能掌握這些實驗技能?；蚬こ虘?yīng)用實例的分析與判斷：基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例復(fù)雜多樣，學生需要運用所學知識對這些實例進行深入分析和判斷，才能正確評價基因工程的應(yīng)用價值和社會影響?；蚬こ贪踩c倫理問題的討論與決策：基因工程安全與倫理問題涉及復(fù)雜的科學、技術(shù)、社會和倫理因素，學生需要綜合考慮這些因素才能作出科學的決策和建議。四、大單元整體教學思路（一）教學內(nèi)容整合將《第四章基因工程》的教學內(nèi)容分為兩個子單元：第一節(jié)《基因工程賦予生物新的遺傳特性》和第二節(jié)《基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用》。第一節(jié)重點講解基因工程的基本原理和操作程序；第二節(jié)重點講解基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例和前景，以及基因工程的安全與倫理問題。通過兩個子單元的教學，使學生全面理解基因工程的基本原理、操作程序、應(yīng)用價值和安全與倫理問題。（二）教學方法與手段講授法：通過教師的講解和演示，使學生掌握基因工程的基本原理和操作程序。討論法：組織學生就基因工程相關(guān)的社會議題進行討論和交流，培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識。實驗法：設(shè)計并實施基因工程相關(guān)的實驗活動，如DNA的粗提取和鑒定、PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定等，培養(yǎng)學生的實驗技能和科學探究能力。案例分析法：選取基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例進行分析和討論，使學生認識到基因工程在推動社會進步和改善人類生活方面的重要作用。信息技術(shù)應(yīng)用：利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等信息技術(shù)手段輔助教學，提高教學效果和學生的學習興趣。（三）教學活動設(shè)計導(dǎo)入新課：通過展示基因工程產(chǎn)品的實物或圖片（如轉(zhuǎn)基因大豆、基因工程藥物等），引導(dǎo)學生思考這些產(chǎn)品是如何通過基因工程技術(shù)生產(chǎn)出來的，從而引出本節(jié)課的教學內(nèi)容。講授新知：第一節(jié)基因工程賦予生物新的遺傳特性基因工程的定義和發(fā)展歷史基因工程的基本原理和操作程序（包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞以及目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測與鑒定等步驟）基因工程工具酶和載體的作用（重點介紹限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶和載體等基因工程工具的作用和應(yīng)用）第二節(jié)基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用基因工程在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用（如基因診斷、基因治療、基因工程藥物等）基因工程在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用（如轉(zhuǎn)基因作物、分子標記輔助育種等）基因工程在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用（如生物降解、生物修復(fù)等）基因工程的安全與倫理問題（如基因污染、生態(tài)失衡、倫理道德爭議等）實驗活動：DNA的粗提取和鑒定：通過研磨、過濾、離心、加冷酒精沉淀和鑒定等步驟，提取并鑒定植物細胞中的DNA。PCR擴增DNA片段及凝膠電泳鑒定：利用PCR技術(shù)擴增特定的DNA片段，并通過凝膠電泳對擴增產(chǎn)物進行鑒定。案例分析：選取基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例進行分析和討論，如轉(zhuǎn)基因大豆的抗蟲性、基因工程藥物的研發(fā)過程等。討論與交流：組織學生就基因工程相關(guān)的社會議題進行討論和交流，如基因編輯嬰兒、轉(zhuǎn)基因食品安全等，培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識。總結(jié)與反思：引導(dǎo)學生對本節(jié)課的教學內(nèi)容進行總結(jié)和反思，鞏固所學知識并提出新的問題和思考。（四）學業(yè)評價形成性評價：通過觀察學生在實驗活動、案例分析、討論與交流等環(huán)節(jié)中的表現(xiàn)，及時了解學生的學習情況和掌握程度，并給予針對性的指導(dǎo)和反饋?？偨Y(jié)性評價：通過期末考試、作業(yè)和實驗報告等方式，全面評價學生對基因工程基本原理、操作程序、應(yīng)用價值和安全與倫理問題的掌握程度和應(yīng)用能力。自我評價與同伴評價：鼓勵學生進行自我評價和同伴評價，培養(yǎng)學生的自我反思能力和團隊合作精神。五、教學實施建議加強實驗教學：基因工程是一門實驗性很強的學科，加強實驗教學對于培養(yǎng)學生的實驗技能和科學探究能力具有重要意義。教師應(yīng)充分利用實驗室資源，設(shè)計并實施豐富多彩的實驗活動，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力。注重案例教學：通過選取基因工程在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用實例進行分析和討論，可以使學生更加直觀地理解基因工程的應(yīng)用價值和社會影響。教師應(yīng)注重案例教學的應(yīng)用，選取具有代表性和啟發(fā)性的案例進行分析和討論。強化信息技術(shù)與生物教學的融合：利用多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等信息技術(shù)手段輔助教學，可以提高教學效果和學生的學習興趣。教師應(yīng)積極探索信息技術(shù)與生物教學的融合方式，創(chuàng)新教學模式和方法。培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識：基因工程涉及復(fù)雜的科學、技術(shù)、社會和倫理因素，培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識對于促進基因工程的健康發(fā)展具有重要意義。教師應(yīng)注重培養(yǎng)學生的社會責任感和倫理意識，引導(dǎo)學生積極參與基因工程相關(guān)的社會議題討論和決策過程。加強師資隊伍建設(shè)：基因工程是一門新興學科，需要教師具備扎實的專業(yè)知識和豐富的教學經(jīng)驗。學校應(yīng)加強師資隊伍建設(shè)，通過培訓、進修等方式提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學能力。通過以上教學思路的實施，可以使學生全面理解基因工程的基本原理、操作程序、應(yīng)用價值和安全與倫理問題，同時培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。這將為學生未來的學習和職業(yè)發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。九、學業(yè)評價一、教學目標設(shè)定根據(jù)《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的要求，結(jié)合2019版浙科版高中生物學選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》第四章《基因工程》的教學內(nèi)容，本章節(jié)的教學目標設(shè)定如下：生命觀念：學生能夠形成對基因工程技術(shù)的生命觀念，理解基因工程是通過人工手段對生物遺傳物質(zhì)進行改造，從而賦予生物新的遺傳特性。學生能夠運用結(jié)構(gòu)與功能觀，解釋基因工程中目的基因、載體、工具酶等關(guān)鍵元件的功能及其相互關(guān)系。學生能夠理解進化與適應(yīng)觀，認識到基因工程技術(shù)在促進生物進化、提高生物適應(yīng)環(huán)境能力方面的作用?？茖W思維：學生能夠基于事實和證據(jù)，運用歸納與概括、演繹與推理等方法，理解基因工程的基本原理和操作程序。學生能夠運用模型與建模的方法，構(gòu)建基因工程的操作流程模型，理解基因表達載體的構(gòu)建、目的基因的導(dǎo)入和表達等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。學生能夠運用批判性思維，分析基因工程技術(shù)在應(yīng)用過程中可能帶來的風險和挑戰(zhàn)，提出合理的解決方案。科學探究：學生能夠針對基因工程技術(shù)的相關(guān)問題，提出可探究的科學問題，設(shè)計并實施簡單的實驗方案。學生能夠運用多種方法如實記錄和分析實驗結(jié)果，運用科學術(shù)語報告實驗結(jié)果，與他人交流所得結(jié)果和存在的問題。學生能夠在探究過程中，體驗科學研究的艱辛與樂趣，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。社會責任：學生能夠基于生物學的基本觀點，關(guān)注基因工程技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，理解其對經(jīng)濟、社會和環(huán)境的影響。學生能夠主動參與關(guān)于基因工程技術(shù)的社會議題討論，基于證據(jù)和邏輯，闡明個人立場，作出理性判斷。學生能夠形成正確的倫理觀念，理解基因工程技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)遵循的倫理原則，如尊重生命、保護生態(tài)環(huán)境等。二、學習目標設(shè)定根據(jù)教學目標，本章節(jié)的學習目標設(shè)定如下：生命觀念學習目標：學生能夠理解基因工程的定義和基本原理，掌握基因工程中關(guān)鍵元件的功能及其相互關(guān)系。學生能夠運用結(jié)構(gòu)與功能觀，分析基因工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)療制藥等領(lǐng)域的應(yīng)用案例。學生能夠理解進化與適應(yīng)觀，探討基因工程技術(shù)在促進生物進化、提高生物適應(yīng)環(huán)境能力方面的潛力?？茖W思維學習目標：學生能夠基于基因工程的基本原理，運用歸納與概括、演繹與推理等方法，解決與基因工程相關(guān)的問題。學生能夠運用模型與建模的方法，構(gòu)建基因工程的操作流程模型，理解基因工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和操作步驟。學生能夠運用批判性思維，分析基因工程技術(shù)在應(yīng)用過程中可能帶來的倫理、安全和環(huán)境問題，提出合理的解決方案?？茖W探究學習目標：學生能夠針對基因工程技術(shù)的相關(guān)問題，提出可探究的科學問題，設(shè)計并實施簡單的實驗方案，如DNA的粗提取與鑒定、PCR擴增DNA片段等。學生能夠運用多種方法如實記錄和分析實驗結(jié)果，撰寫實驗報告，與他人交流所得結(jié)果和存在的問題。學生能夠在探究過程中，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力，體驗科學研究的艱辛與樂趣。社會責任學習目標：學生能夠基于生物學的基本觀點，關(guān)注基因工程技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，理解其對經(jīng)濟、社會和環(huán)境的影響。學生能夠主動參與關(guān)于基因工程技術(shù)的社會議題討論，如轉(zhuǎn)基因食品的安全性、基因治療的前景與挑戰(zhàn)等，基于證據(jù)和邏輯，闡明個人立場。學生能夠形成正確的倫理觀念，理解基因工程技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)遵循的倫理原則，如尊重生命、保護生態(tài)環(huán)境、遵循科學倫理等。三、評價目標設(shè)定根據(jù)教學目標和學習目標，本章節(jié)的評價目標設(shè)定如下：生命觀念評價目標：通過課堂提問、小組討論和作業(yè)檢查等方式，評價學生對基因工程定義和基本原理的理解程度。通過案例分析、情境模擬等方式，評價學生運用結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀分析基因工程技術(shù)應(yīng)用案例的能力。通過綜合評價表、同伴評價等方式，評價學生對基因工程技術(shù)在促進生物進化、提高生物適應(yīng)環(huán)境能力方面潛力的認識?？茖W思維評價目標：通過課堂討論、辯論和問題解決活動等方式，評價學生運用歸納與概括、演繹與推理等方法解決基因工程相關(guān)問題的能力。通過模型構(gòu)建、流程圖繪制等方式，評價學生運用模型與建模的方法構(gòu)建基因工程操作流程模型的能力。通過案例分析、倫理討論等方式，評價學生運用批判性思維分析基因工程技術(shù)應(yīng)用過程中可能帶來的倫理、安全和環(huán)境問題的能力?？茖W探究評價目標：通過實驗設(shè)計、實驗操作、實驗報告撰寫等方式，評價學生提出可探究的科學問題、設(shè)計并實施實驗方案的能力。通過實驗觀察、數(shù)據(jù)記錄和分析等方式，評價學生運用多種方法如實記錄和分析實驗結(jié)果的能力。通過實驗報告交流、同伴評價等方式，評價學生撰寫實驗報告、與他人交流所得結(jié)果和存在的問題的能力。社會責任評價目標：通過社會議題討論、辯論和角色扮演等方式，評價學生關(guān)注基因工程技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用，理解其對經(jīng)濟、社會和環(huán)境影響的能力。通過社會調(diào)查、實地考察等方式，評價學生主動參與關(guān)于基因工程技術(shù)的社會議題討論，基于證據(jù)和邏輯闡明個人立場的能力。通過倫理案例分析、倫理準則制定等方式，評價學生形成正確的倫理觀念，理解基因工程技術(shù)在應(yīng)用中應(yīng)遵循的倫理原則的能力。四、評價方法與工具為了實現(xiàn)上述評價目標，本章節(jié)將采用多種評價方法和工具，具體如下：課堂觀察與記錄：通過課堂觀察，記錄學生在小組討論、案例分析、情境模擬等活動中的表現(xiàn)，評價學生的生命觀念、科學思維和科學探究能力。通過課堂記錄表，記錄學生在課堂上的發(fā)言次數(shù)、提問質(zhì)量、參與程度等指標，作為評價學生社會責任能力的重要依據(jù)。作業(yè)與測試：設(shè)計涵蓋基因工程基本原理、操作流程、應(yīng)用案例等內(nèi)容的作業(yè)和測試題目，評價學生對基因工程知識的掌握程度和應(yīng)用能力。通過作業(yè)反饋和測試成績，及時發(fā)現(xiàn)學生在學習過程中存在的問題和不足，為后續(xù)教學提供有針對性的指導(dǎo)。實驗報告與展示：要求學生撰寫實驗報告，記錄實驗?zāi)康?、原理、步驟、結(jié)果和分析等內(nèi)容，評價學生的科學探究能力和實驗操作技能。組織學生進行實驗報告展示和交流活動，鼓勵學生分享實驗經(jīng)驗和心得，評價學生的表達能力和合作精神。綜合評價表與同伴評價：設(shè)計綜合評價表，涵蓋生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等多個維度，全面評價學生的學科核心素養(yǎng)。組織學生進行同伴評價活動，鼓勵學生相互評價在課堂討論、小組合作、實驗操作等方面的表現(xiàn)，提高學生的自我認知能力和評價能力。社會調(diào)查與實地考察：組織學生進行社會調(diào)查和實地考察活動，了解基因工程技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用情況和社會反響。通過社會調(diào)查報告和實地考察記錄表等方式，評價學生關(guān)注社會議題、參與社會實踐的能力和社會責任感。五、評價實施與反饋為了確保評價的有效性和公正性，本章節(jié)將按照以下步驟實施評價并提供及時反饋：明確評價標準和要求：在教學開始前，向?qū)W生明確評價標準和要求，包括評價目標、評價方法、評價工具和評價流程等。引導(dǎo)學生理解評價的重要性和意義，積極參與評價活動，提高自我認知能力和評價能力。實施多元化評價：在教學過程中，綜合運用課堂觀察、作業(yè)與測試、實驗報告與展示、綜合評價表與同伴評價等多種評價方法和工具。確保評價的全面性和公正性，關(guān)注學生在不同維度和方面的表現(xiàn)和發(fā)展。及時收集和分析數(shù)據(jù)：定期收集和分析學生在評價活動中的表現(xiàn)和數(shù)據(jù)，了解學生的學習進展和存在的問題。運用統(tǒng)計軟件和分析工具對數(shù)據(jù)進行處理和分析，為教學決策提供科學依據(jù)。提供個性化反饋：針對學生在評價活動中的表現(xiàn)和數(shù)據(jù)，提供個性化的反饋和建議。鼓勵學生根據(jù)反饋和建議進行反思和改進，提高學科核心素養(yǎng)和綜合能力。調(diào)整教學策略和方法：根據(jù)評價結(jié)果和反饋意見，及時調(diào)整教學策略和方法。關(guān)注學生的學習需求和興趣點，設(shè)計更加符合學生實際的教學活動和任務(wù)。六、總結(jié)與展望通過本章節(jié)的學業(yè)評價設(shè)計，旨在全面評價學生的生物學學科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面。通過多元化評價方法和工具的運用，確保評價的全面性和公正性，為學生的全面發(fā)展提供有力支持。通過及時收集和分析數(shù)據(jù)、提供個性化反饋和調(diào)整教學策略和方法等措施，不斷優(yōu)化教學過程和提高教學質(zhì)量。展望隨著基因工程技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓展，高中生物學教學將面臨更加復(fù)雜和多元的挑戰(zhàn)。作為生物學教師，我們將繼續(xù)關(guān)注學生的核心素養(yǎng)培養(yǎng)和能力提升，不斷探索和創(chuàng)新教學方法和評價方式，為學生的全面發(fā)展和社會進步貢獻自己的力量。十、大單元實施思路及教學結(jié)構(gòu)圖一、大單元實施思路在《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》的指導(dǎo)下，針對2019版浙科版高中生物學選擇性必修3《生物技術(shù)與工程》第四章《基因工程》的教學內(nèi)容，本大單元的實施思路旨在通過一系列精心設(shè)計的教學活動，引導(dǎo)學生深入理解基因工程的基本原理、操作步驟及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，同時培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)。具體實施思路如下：整體規(guī)劃，明確目標：根據(jù)課程標準的要求，明確本單元的教學目標，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任四個維度，確保教學活動始終圍繞這些目標展開。情境創(chuàng)設(shè)，激發(fā)興趣：通過創(chuàng)設(shè)與基因工程相關(guān)的真實情境，如轉(zhuǎn)基因作物的種植、基因治療的應(yīng)用等，激發(fā)學生的學習興趣和探究欲望，使他們能夠主動參與到學習過程中來。知識構(gòu)建，理解原理：通過講解、討論、實驗等多種教學方式，幫助學生構(gòu)建基因工程的基本知識框架，理解基因工程的基本原理和操作步驟。實踐操作，培養(yǎng)能力：通過組織學生進行基因工程相關(guān)的實驗操作，如DNA的提取與鑒定、PCR擴增DNA片段等，培養(yǎng)學生的實驗技能和科學探究能力。案例分析，深化理解：通過分析基因工程在不同領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療、轉(zhuǎn)基因作物等，幫助學生深化對基因工程原理和應(yīng)用的理解。社會責任，價值引領(lǐng)：通過討論基因工程的安全與倫理問題，引導(dǎo)學生形成正確的科學態(tài)度和社會責任感，培養(yǎng)他們的批判性思維和決策能力。評價反饋，持續(xù)改進：通過多樣化的評價方式，如課堂觀察、實驗報告、小組討論等，及時了解學生的學習情況，給予針對性的反饋和指導(dǎo)，持續(xù)改進教學策略和方法。二、教學目標設(shè)定（一）生命觀念能夠理解基因是遺傳信息的基本單位，基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制生物體的性狀。能夠認識到基因工程是通過人為操作基因來改變生物體遺傳特性的技術(shù)。能夠運用結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，理解基因工程在改變生物體性狀方面的應(yīng)用。（二）科學思維能夠基于基因工程的基本原理和操作步驟，運用歸納與概括、演繹與推理等方法，解釋基因工程的相關(guān)現(xiàn)象和問題。能夠運用模型與建模的方法，構(gòu)建基因工程操作過程的模型，加深對基因工程原理的理解。能夠運用批判性思維，分析基因工程在不同領(lǐng)域應(yīng)用中的優(yōu)勢和潛在風險。（三）科學探究能夠針對基因工程相關(guān)的科學問題，提出假設(shè)并設(shè)計實驗方案進行探究。能夠正確使用基因工程相關(guān)的實驗工具和儀器，如PCR儀、電泳儀等，進行實驗操作。能夠收集和分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，并以科學的方式呈現(xiàn)實驗結(jié)果。（四）社會責任能夠關(guān)注基因工程在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，認識到基因工程對人類社會的積極影響。能夠了解基因工程的安全與倫理問題，形成正確的科學態(tài)度和價值觀。能夠參與基因工程相關(guān)的社會議題討論，運用生物學知識為科學決策提供依據(jù)。三、教學結(jié)構(gòu)圖++|第四章基因工程|++|+++|第一節(jié)|第二節(jié)||基因工|基因工||程賦予|程及其||生物新|延伸技||的遺傳|術(shù)應(yīng)用||特性||+++||+++++|生命|科學|科學|社會||觀念|思維|探究|責任|+++++||||+++++|基因概|基因工|基因工|基因工||念理解|程原理|程操作|程應(yīng)用|||理解|步驟|案例|+++++||||+++++|DNA結(jié)|基因工|PCR擴|轉(zhuǎn)基因||構(gòu)與功|程工具|增DNA|作物應(yīng)||能理解|理解|片段|用案例||||電泳||+++++||||+++++|安全與|討論基|小組實|撰寫實||倫理問|因工程|驗操作|驗報告||題探討|的利弊|||+++++|||+++|反饋指|持續(xù)改||導(dǎo)|進|+++四、具體教學實施步驟（一）導(dǎo)入新課（1課時）情境創(chuàng)設(shè)：通過展示轉(zhuǎn)基因作物的圖片或視頻，引導(dǎo)學生思考轉(zhuǎn)基因作物是如何通過基因工程技術(shù)培育出來的，激發(fā)學生的學習興趣。提出問題：提問學生：“你們認為基因工程是什么？它有什么應(yīng)用？”引導(dǎo)學生進行討論和交流。引入主題：教師總結(jié)學生的討論，引入本章的學習主題——基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用。（二）基因工程的基本原理（2課時）基因概念理解：講解基因的概念、結(jié)構(gòu)和功能，幫助學生理解基因是遺傳信息的基本單位?；蚬こ淘碇v解：詳細講解基因工程的基本原理，包括基因工程的定義、目的、操作步驟等。通過PPT、動畫等多媒體手段輔助教學，幫助學生直觀理解基因工程的過程。案例分析：分析基因工程在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療等，引導(dǎo)學生認識到基因工程對人類社會的積極影響。（三）基因工程的操作工具（2課時）限制性內(nèi)切核酸酶：講解限制性內(nèi)切核酸酶的概念、作用及其在基因工程中的應(yīng)用。通過實驗演示或視頻展示限制性內(nèi)切核酸酶如何剪切DNA分子。DNA連接酶：講解DNA連接酶的概念、作用及其在基因工程中的應(yīng)用。通過實驗演示或視頻展示DNA連接酶如何連接DNA片段。載體：講解載體的概念、種類及其在基因工程中的應(yīng)用。通過PPT展示不同種類的載體，如質(zhì)粒、噬菌體等。（四）基因工程的操作步驟（3課時）目的基因的獲?。褐v解目的基因的獲取方法，如化學合成法、基因組文庫構(gòu)建法、cDNA文庫構(gòu)建法等。通過實驗演示或視頻展示如何從生物體中獲取目的基因?；虮磉_載體的構(gòu)建：講解基因表達載體的構(gòu)建過程，包括目的基因與載體的連接、轉(zhuǎn)化等步驟。通過實驗演示或視頻展示如何構(gòu)建基因表達載體。目的基因?qū)胧荏w細胞：講解目的基因?qū)胧荏w細胞的方法，如顯微注射法、農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法等。通過實驗演示或視頻展示如何將目的基因?qū)胧荏w細胞。目的基因的檢測與鑒定：講解目的基因的檢測與鑒定方法，如PCR擴增、核酸分子雜交等。通過實驗演示或視頻展示如何檢測與鑒定目的基因。（五）基因工程的應(yīng)用案例（2課時）轉(zhuǎn)基因作物：講解轉(zhuǎn)基因作物的培育過程、應(yīng)用現(xiàn)狀及安全性問題。通過案例分析引導(dǎo)學生認識到轉(zhuǎn)基因作物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要性和潛在風險?；蛑委煟褐v解基因治療的概念、原理及應(yīng)用案例。通過案例分析引導(dǎo)學生認識到基因治療在醫(yī)療領(lǐng)域的重要性和挑戰(zhàn)?；蚬こ趟幬铮褐v解基因工程藥物的研制過程、應(yīng)用現(xiàn)狀及市場前景。通過案例分析引導(dǎo)學生認識到基因工程藥物在制藥行業(yè)的重要性和發(fā)展?jié)摿Α＃┗蚬こ痰陌踩c倫理問題（1課時）安全問題探討：引導(dǎo)學生討論基因工程可能帶來的安全問題，如基因污染、生物武器等。通過案例分析幫助學生認識到基因工程安全性的重要性。倫理問題探討：引導(dǎo)學生討論基因工程可能帶來的倫理問題，如基因歧視、基因隱私等。通過小組討論或辯論等形式幫助學生形成正確的科學態(tài)度和價值觀。（七）實驗操作（4課時）DNA的提取與鑒定：組織學生進行DNA的提取與鑒定實驗，幫助學生掌握DNA提取的基本方法和鑒定技巧。PCR擴增DNA片段：組織學生進行PCR擴增DNA片段實驗，幫助學生掌握PCR技術(shù)的基本原理和操作步驟。電泳分離DNA片段：組織學生進行電泳分離DNA片段實驗，幫助學生掌握電泳技術(shù)的基本原理和操作方法。（八）總結(jié)與反饋（1課時）知識總結(jié)：引導(dǎo)學生回顧本章的學習內(nèi)容，總結(jié)基因工程的基本原理、操作步驟及應(yīng)用案例。反饋指導(dǎo)：通過課堂觀察、實驗報告、小組討論等方式了解學生的學習情況，給予針對性的反饋和指導(dǎo)。持續(xù)改進：根據(jù)學生的學習情況和反饋意見，及時調(diào)整教學策略和方法，確保教學目標的實現(xiàn)。通過以上教學實施步驟，旨在幫助學生全面理解基因工程的基本原理、操作步驟及應(yīng)用案例，同時培養(yǎng)他們的生物學學科核心素養(yǎng)。十一、大情境、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)一、教學目標設(shè)定（一）生命觀念結(jié)構(gòu)與功能觀：學生能夠理解基因工程的基本原理，認識到基因是遺傳信息的基本單位，基因工程通過改變生物體的遺傳信息來改變其遺傳特性，進而理解基因工程在生物體結(jié)構(gòu)與功能改造中的應(yīng)用。進化與適應(yīng)觀：學生能夠認識到基因工程是人類利用科學技術(shù)對生物進行“人工進化”的一種方式，通過引入外源基因或改變生物體原有基因，使生物體適應(yīng)新的環(huán)境或滿足人類的需求。穩(wěn)態(tài)與平衡觀：學生能夠理解基因工程在維持生物體內(nèi)穩(wěn)態(tài)和平衡中的作用，如通過基因工程手段提高作物的抗逆性，保持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。物質(zhì)與能量觀：學生能夠理解基因工程在物質(zhì)合成和能量轉(zhuǎn)化中的應(yīng)用，如通過基因工程手段提高微生物發(fā)酵產(chǎn)物的產(chǎn)量，優(yōu)化能源物質(zhì)的合成途徑。（二）科學思維歸納與概括：學生能夠基于基因工程的基本原理和操作步驟，歸納出基因工程在不同領(lǐng)域應(yīng)用中的共性和差異。演繹與推理：學生能夠根據(jù)基因工程的原理，推導(dǎo)出特定基因工程操作可能產(chǎn)生的結(jié)果，如預(yù)測轉(zhuǎn)基因作物的性狀表現(xiàn)。模型與建模：學生能夠運用模型與建模的方法，構(gòu)建基因工程操作過程的模型，加深對基因工程原理的理解。批判性思維：學生能夠批判性地分析基因工程在不同領(lǐng)域應(yīng)用中的優(yōu)勢和潛在風險，形成獨立的見解和判斷。創(chuàng)造性思維：學生能夠發(fā)揮創(chuàng)造性思維，提出新的基因工程應(yīng)用設(shè)想或改進現(xiàn)有基因工程技術(shù)的方案。（三）科學探究提出問題：學生能夠針對基因工程相關(guān)的科學問題提出假設(shè)，如探究特定基因在生物體中的功能。設(shè)計實驗：學生能夠根據(jù)假設(shè)設(shè)計實驗方案，選擇合適的實驗材料和方法，如設(shè)計PCR擴增特定基因片段的實驗方案。實施實驗：學生能夠正確使用基因工程相關(guān)的實驗工具和儀器，如PCR儀、電泳儀等，進行實驗操作，收集實驗數(shù)據(jù)。分析結(jié)果：學生能夠運用科學方法分析實驗數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，并以科學的方式呈現(xiàn)實驗結(jié)果，如撰寫實驗報告。交流合作：學生能夠與他人合作完成探究活動，分享實驗經(jīng)驗和成果，共同解決實驗過程中遇到的問題。（四）社會責任關(guān)注社會議題：學生能夠關(guān)注基因工程在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等領(lǐng)域的應(yīng)用，認識到基因工程對人類社會的積極影響。參與社會討論：學生能夠了解基因工程的安全與倫理問題，形成正確的科學態(tài)度和價值觀，參與基因工程相關(guān)的社會議題討論?？茖W決策依據(jù)：學生能夠運用生物學知識為科學決策提供依據(jù)，如參與基因工程產(chǎn)品的安全性和有效性評估。環(huán)保與可持續(xù)發(fā)展：學生能夠認識到基因工程在環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展中的作用，如通過基因工程手段改良作物品種，提高資源利用效率，減少環(huán)境污染。二、大情境創(chuàng)設(shè)（一）情境背景隨著生物技術(shù)的飛速發(fā)展，基因工程已成為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心領(lǐng)域之一?；蚬こ掏ㄟ^人工操作基因，賦予生物體新的遺傳特性，為人類的生產(chǎn)和生活帶來了革命性的變化。在醫(yī)療領(lǐng)域，基因工程技術(shù)被用于生產(chǎn)基因治療藥物，為遺傳性疾病的治療提供了新的手段；在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，轉(zhuǎn)基因作物通過引入抗蟲、抗病、抗逆境等基因，提高了作物的產(chǎn)量和品質(zhì)；在環(huán)保領(lǐng)域，基因工程技術(shù)被用于生物修復(fù)和污染控制，為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。（二）情境描述在一個未來的智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)里，科學家們利用基因工程技術(shù)培育出了一系列具有優(yōu)良性狀的轉(zhuǎn)基因作物。這些作物不僅具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆等特性，還能夠減少化肥和農(nóng)藥的使用量，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。隨著轉(zhuǎn)基因作物的廣泛種植，一些社會問題和倫理爭議也逐漸浮現(xiàn)出來。一方面，公眾對轉(zhuǎn)基因作物的安全性和可靠性存在疑慮；另一方面，轉(zhuǎn)基因作物的種植和銷售也受到了國際貿(mào)易和技術(shù)壁壘的限制。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的管理層決定組織一次基因工程科普教育活動。他們邀請了高中生物學教師和學生參與活動，希望通過科普教育提高公眾對基因工程的認知和理解，促進基因工程技術(shù)的健康發(fā)展。三、大任務(wù)創(chuàng)設(shè)（一）任務(wù)目標引導(dǎo)學生深入理解基因工程的基本原理和操作步驟。培養(yǎng)學生的生物學學科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。提高學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，鼓勵學生運用所學知識解決實際問題。（二）任務(wù)內(nèi)容1.基因工程科普講座任務(wù)描述：邀請基因工程領(lǐng)域的專家為學生舉辦一場科普講座，介紹基因工程的基本原理、發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域以及安全與倫理問題?；顒有问剑壕€上或線下講座，結(jié)合PPT、動畫、視頻等多媒體手段進行展示。學生任務(wù)：認真聽講，做好筆記，思考并提出問題。2.基因工程實驗室參觀任務(wù)描述：組織學生參觀智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的基因工程實驗室，了解基因工程實驗的基本流程和設(shè)備操作?；顒有问剑簩嵉貐⒂^，由實驗室工作人員進行講解和演示。學生任務(wù)：觀察實驗過程，記錄實驗步驟和注意事項，思考基因工程實驗中的科學問題。3.轉(zhuǎn)基因作物種植實驗任務(wù)描述：在智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的實驗田里，組織學生進行轉(zhuǎn)基因作物種植實驗，觀察并記錄作物的生長情況和性狀表現(xiàn)?；顒有问剑悍纸M實驗，每組負責種植一種轉(zhuǎn)基因作物，定期觀察并記錄數(shù)據(jù)。學生任務(wù)：制定實驗計劃，實施種植實驗，收集和分析數(shù)據(jù)，撰寫實驗報告。4.基因工程安全與倫理討論會任務(wù)描述：組織學生召開一次基因工程安全與倫理討論會，就轉(zhuǎn)基因作物的安全性、倫理問題以及社會影響進行交流和討論。活動形式：分組討論，每組選派代表進行發(fā)言，其他同學進行提問和點評。學生任務(wù)：準備討論材料，積極參與討論，發(fā)表自己的觀點和看法。5.基因工程創(chuàng)新項目設(shè)計任務(wù)描述：鼓勵學生運用所學知識，結(jié)合實際需求，設(shè)計一項基因工程創(chuàng)新項目，如開發(fā)一種新的轉(zhuǎn)基因作物品種或改進現(xiàn)有的基因工程技術(shù)。活動形式：個人或小組項目，學生自主選題、設(shè)計、實施和展示。學生任務(wù)：制定項目計劃，進行文獻調(diào)研，設(shè)計實驗方案，實施項目研究，撰寫項目報告，準備項目展示。（三）任務(wù)實施步驟1.任務(wù)導(dǎo)入（1課時）情境創(chuàng)設(shè)：通過展示智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的圖片或視頻，引導(dǎo)學生思考基因工程在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和前景。提出問題：提問學生：“你們認為基因工程是什么？它在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有哪些應(yīng)用？存在哪些問題和挑戰(zhàn)？”引導(dǎo)學生進行討論和交流。引入主題：教師總結(jié)學生的討論，引入本次大任務(wù)的主題——基因工程科普教育與創(chuàng)新實踐。2.基因工程科普講座（1課時）講座安排：邀請基因工程領(lǐng)域的專家為學生舉辦科普講座。講座內(nèi)容：介紹基因工程的基本原理、發(fā)展歷程、應(yīng)用領(lǐng)域以及安全與倫理問題。學生任務(wù)：認真聽講，做好筆記，思考并提出問題。講座結(jié)束后，組織學生進行交流和討論。3.基因工程實驗室參觀（1課時）參觀安排：組織學生參觀智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)的基因工程實驗室。參觀內(nèi)容：了解基因工程實驗的基本流程和設(shè)備操作，觀察實驗過程。學生任務(wù)：觀察實驗過程，記錄實驗步驟和注意事項，思考基因工程實驗中的科學問題。參觀結(jié)束后，組織學生進行總結(jié)和反思。4.轉(zhuǎn)基因作物種植實驗（4課時）實驗準備：分組安排實驗任務(wù)，每組負責種植一種轉(zhuǎn)基因作物。準備實驗材料和工具，制定實驗計劃。實驗實施：按照實驗計劃進行種植實驗，定期觀察并記錄作物的生長情況和性狀表現(xiàn)。數(shù)據(jù)分析：收集和分析實驗數(shù)據(jù)，運用科學方法得出結(jié)論。實驗報告：撰寫實驗報告，總結(jié)實驗過程和結(jié)果，提出改進意見和建議。5.基因工程安全與倫理討論會（1課時）討論準備：分組準備討論材料，就轉(zhuǎn)基因作物的安全性、倫理問題以及社會影響進行思考和交流。討論過程：分組進行討論，每組選派代表進行發(fā)言。其他同學進行提問和點評，形成互動和交流的氛圍?？偨Y(jié)反思：討論結(jié)束后，教師進行總結(jié)和反思，引導(dǎo)學生形成正確的科學態(tài)度和價值觀。6.基因工程創(chuàng)新項目設(shè)計（4課時）項目選題：學生自主選題，結(jié)合實際需求確定基因工程創(chuàng)新項目的主題和目標。文獻調(diào)研：進行文獻調(diào)研，了解相關(guān)領(lǐng)域的研究進展和前沿動態(tài)。實驗設(shè)計：設(shè)計實驗方案，確定實驗步驟和方法，準備實驗材料和工具。項目實施：按照實驗方案進行項目研究，收集和分析數(shù)據(jù)，形成研究成果。項目報告：撰寫項目報告，總結(jié)項目過程和結(jié)果，提出創(chuàng)新點和改進建議。項目展示：準備項目展示材料，進行項目展示和交流，接受其他同學和教師的點評和建議。（四）任務(wù)評價1.評價原則全面性：評價應(yīng)涵蓋學生在任務(wù)實施過程中的各個方面，包括知識掌握、技能提升、思維發(fā)展、社會責任等?？陀^性：評價應(yīng)基于事實和證據(jù)，采用客觀、公正的評價標準和方法。激勵性：評價應(yīng)關(guān)注學生的進步和成長，采用激勵性的評價語言和建議，鼓勵學生積極參與任務(wù)實施。2.評價方式過程性評價：通過觀察學生在任務(wù)實施過程中的表現(xiàn)，如參與度、合作能力、實驗操作技能等，進行過程性評價。成果性評價：通過評價學生的實驗報告、項目報告、項目展示等成果，進行成果性評價。自我評價：鼓勵學生進行自我評價，反思自己在任務(wù)實施過程中的優(yōu)點和不足，提出改進意見和建議。同伴評價：組織學生進行同伴評價，相互評價對方的優(yōu)點和不足，促進相互學習和共同進步。3.評價標準生命觀念：評價學生對基因工程基本原理和生命觀念的理解程度，如能否運用生命觀念解釋基因工程現(xiàn)象和問題。科學思維：評價學生的科學思維能力，如能否運用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等方法解決基因工程問題?？茖W探究：評價學生的科學探究能力，如能否提出假設(shè)、設(shè)計實驗、收集和分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論等。社會責任：評價學生的社會責任感，如能否關(guān)注基因工程的社會議題，參與討論并作出理性解釋，運用生物學知識為科學決策提供依據(jù)等。四、大情境與大任務(wù)的整合通過創(chuàng)設(shè)“智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)基因工程科普教育與創(chuàng)新實踐”的大情境，將基因工程科普講座、實驗室參觀、轉(zhuǎn)基因作物種植實驗、安全與倫理討論會以及創(chuàng)新項目設(shè)計等大任務(wù)有機地整合在一起。這些任務(wù)相互關(guān)聯(lián)、相互促進，共同構(gòu)成了一個完整的學習生態(tài)系統(tǒng)。學生在這個生態(tài)系統(tǒng)中，通過參與各種活動和實踐，不僅能夠深入理解基因工程的基本原理和操作步驟，還能夠培養(yǎng)生物學學科核心素養(yǎng)，提高實踐能力和創(chuàng)新能力。通過參與社會議題討論和創(chuàng)新項目設(shè)計等活動，學生還能夠增強社會責任感和創(chuàng)新意識，為未來的學習和生活打下堅實的基礎(chǔ)。十二、單元學歷案（一）單元主題與課時單元主題：第四章基因工程課時安排：導(dǎo)入新課（1課時）情境創(chuàng)設(shè)與激發(fā)興趣提出問題與引入主題基因工程的基本原理（2課時）基因概念理解基因工程原理講解案例分析與DNA連接酶介紹目的基因的檢測與鑒定轉(zhuǎn)基因作物介紹基因工程的基本操作程序（2課時）工具酶與載體的作用基因工程的基本操作程序PCR技術(shù)的介紹與應(yīng)用基因工程的應(yīng)用案例（2課時）基因治療案例分析轉(zhuǎn)基因作物安全性討論蛋白質(zhì)工程簡介實驗操作（4課時）PCR擴增DNA片段實驗電泳分離DNA片段實驗總結(jié)與反饋（1課時）知識總結(jié)與反饋指導(dǎo)持續(xù)改進教學策略（二）學習目標教學目標/學習目標設(shè)定：（一）生命觀念學生能夠理解基因是遺傳信息的基本單位，基因通過轉(zhuǎn)錄和翻譯控制生物體的性狀。學生能夠認識到基因工程是通過人為操作基因來改變生物體遺傳特性的技術(shù)。學生能夠基于基因工程的基本原理和操作步驟，理解基因工程在生物體遺傳特性改變中的應(yīng)用。學生能夠參與基因工程相關(guān)的社會議題討論，運用生物學知識為科學決策提供依據(jù)。（二）科學思維學生能夠以特定的生物學事實為基礎(chǔ)，形成關(guān)于基因、基因工程和蛋白質(zhì)工程的簡單概念，并用文字或圖示的方式正確表達。學生能夠從不同的生命現(xiàn)象中，基于事實和證據(jù)，運用歸納與概括的方法，概括出基因工程的基本原理和操作步驟。學生能夠在給定的情境中，運用基因工程的基本原理和操作步驟，對可能的結(jié)果或發(fā)展趨勢作出預(yù)測或解釋，并能夠選擇文字、圖示或模型等方式進行表達并闡明其內(nèi)涵。學生能夠在新的問題情境中，基于事實和證據(jù)，采用適當?shù)目茖W思維方法，如模型與建模，揭示基因工程或蛋白質(zhì)工程的規(guī)律或機制，并選用恰當?shù)姆绞奖磉_、闡明其內(nèi)涵。（三）科學探究學生能夠使用簡單的實驗器具，如微量移液器、PCR儀等，基于給定的實驗方案完成簡單的實驗，如DNA的提取與鑒定、PCR擴增DNA片段等，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)。學生能夠正確使用工具進行觀察，如觀察電泳分離DNA片段的結(jié)果，提出生物學問題，在給出的多個方案中選取恰當?shù)姆桨覆嵤?。學生能夠選用恰當?shù)姆椒ㄈ鐚嵱涗浐头治鰧嶒灲Y(jié)果，如通過電泳圖分析PCR擴增DNA片段的成功與否，并能與他人合作完成探究，以口頭或書面的形式與他人展開交流。學生能夠恰當選用并熟練運用工具展開觀察，如利用PCR技術(shù)擴增特定DNA片段，針對日常生活或社會熱點話題中與基因工程有關(guān)的話題，提出清晰的、有價值的、可探究的生命科學問題，基于對相關(guān)資料的查閱，設(shè)計并實施恰當可行的方案，運用多種方法如實記錄，并創(chuàng)造性地運用數(shù)學方法分析實驗結(jié)果。（四）社會責任學生知道社會熱點中的基因工程議題，如轉(zhuǎn)基因作物的安全性、基因治療的倫理問題等，認同健康文明的生活方式，珍愛生命，遠離偽科學。學生關(guān)注并參與社會熱點中的基因工程議題的討論，如參與轉(zhuǎn)基因作物安全性討論的辯論活動，接受科學、健康文明的生活建議，了解傳染病的危害與防控知識。學生基于生物學的基本觀點，辨別迷信和偽科學，如針對網(wǎng)絡(luò)上關(guān)于基因工程的謠言進行辨別，制訂適合自己的健康生活計劃，珍愛生命，遠離毒品。學生主動運用基因工程的相關(guān)知識，如轉(zhuǎn)基因作物的安全性知識，保護自身健康，參與社區(qū)生物多樣性保護以及環(huán)保活動的宣傳和實踐，積極參與綠色家庭、綠色學校、綠色社區(qū)等行動，能通過科學實踐，嘗試解決現(xiàn)實生活中的基因工程問題。（三）評價任務(wù)課堂觀察：觀察學生在課堂上的參與度、合作情況、實驗操作規(guī)范性等，評價學生的科學探究能力和社會責任感。實驗報告：要求學生撰寫PCR擴增DNA片段和電泳分離DNA片段的實驗報告，評價學生的科學探究能力和科學思維。小組討論：組織學生就基因工程的應(yīng)用案例、安全性問題等進行小組討論，評價學生的生命觀念、科學思維和社會責任感。案例分析：提供基因工程在醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用案例，要求學生進行分析并撰寫小論文，評價學生的生命觀念、科學思維和科學探究能力。作業(yè)與檢測：設(shè)計關(guān)于基因工程基本概念、原理和應(yīng)用的選擇題、填空題和簡答題，通過作業(yè)和檢測評價學生的學習目標和學科核心素養(yǎng)達成情況。（四）學習過程1.導(dǎo)入新課（1課時）情境創(chuàng)設(shè)：通過展示轉(zhuǎn)基因作物的圖片或視頻，引導(dǎo)學生思考轉(zhuǎn)基因作物是如何通過基因工程技術(shù)培育出來的，激發(fā)學生的學習興趣。提出問題：提問學生：“你們認為基因工程是什么？它有什么應(yīng)用？”引導(dǎo)學生進行討論和交流。引入主題：教師總結(jié)學生的討論，引入本章的學習主題——基因工程及其延伸技術(shù)應(yīng)用。2.基因工程的基本原理（2課時）基因概念理解：講解基因的概念、結(jié)構(gòu)和功能，幫助學生理解基因是遺傳信息的基本單位?；蚬こ淘碇v解：詳細講解基因工程的基本原理，包括基因工程的定義、目的、操作步驟等。通過PPT、動畫等多媒體手段輔助教學，幫助學生直觀理解基因工程的過程。案例分析：分析基因工程在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用案例，如基因治療等，加深學生對基因工程原理的理解。DNA連接酶介紹：講解DNA連接酶的概念、作用及其在基因工程中的應(yīng)用。目的基因的檢測與鑒定：講解目的基因的檢測與鑒定方法，如核酸分子雜交技術(shù)等。轉(zhuǎn)基因作物介紹：講解轉(zhuǎn)基因作物的培育過程、應(yīng)用現(xiàn)狀及安全性問題，引導(dǎo)學生關(guān)注基因工程的社會議題。3.基因工程的基本操作程序（2課時）工具酶與載體的作用：講解限制性內(nèi)切核酸酶、DNA連接酶等工具酶的作用，以及載體的種類和作用?；蚬こ痰幕静僮鞒绦颍涸敿氈v解基因工程的基本操作程序，包括目的基因的獲取、基因表達載體的構(gòu)建、目的基因?qū)胧荏w細胞和目的基因及其表達產(chǎn)物的檢測鑒定等步驟。PCR技術(shù)的介紹與應(yīng)用：講解PCR技術(shù)的基本原理和操作步驟，以及PCR技術(shù)在基因工程中的應(yīng)用。4.基因工程的應(yīng)用案例（2課時）基因治療案例分析：詳細分析基因治療的基本原理、操作步驟和臨床應(yīng)用案例，引導(dǎo)學生討論基因治療的倫理問題。