緊扣生產(chǎn)實踐,建構(gòu)知識體系

“基因工程概述”是蘇教版高中生物選修3第一章第一節(jié)內(nèi)容，是生物新課程中最具有挑戰(zhàn)性的內(nèi)容，也是近年高考考查的重點、熱點、難點。本節(jié)涉及的基礎(chǔ)知識多，技術(shù)難度大。教師該如何有效地開展教學(xué)活動，達到課程標準要求呢?我校生物組開了“基因工程概述”教學(xué)研討課，課后教師一致認為這節(jié)課結(jié)合生產(chǎn)實踐創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，成功地引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)知識體系，取得了良好的教學(xué)效果。

1設(shè)計說明

建構(gòu)主義者認為學(xué)習(xí)環(huán)境是開放的、充滿著意義解釋和建構(gòu)的情境，該學(xué)習(xí)環(huán)境由情境、協(xié)作、會話和意義建構(gòu)四大要素構(gòu)成，其中情境是意義建構(gòu)的基本條件，教師與學(xué)生之間、學(xué)生與學(xué)生之間協(xié)作和會話是意義建構(gòu)的過程，本節(jié)課緊扣基因工程藥物胰島素的生產(chǎn)過程創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境進行教學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，讓學(xué)生主動地參與到教學(xué)的全過程，教師適當?shù)狞c拔，形成一個師生互動的教學(xué)氛圍，讓學(xué)生們心馳神往地投入到本節(jié)課的學(xué)習(xí)中來。

2課堂實錄

2.1情境導(dǎo)入

多媒體展示：一般臨床上給病人注射用的胰島素主要從豬、牛等胰腺中提取，每100kg胰腺只能提取出4～5 g胰島素，產(chǎn)量低，價格昂貴。

學(xué)生思考并回答：胰腺中胰島素是如何產(chǎn)生的?

教師總結(jié)：胰島B細胞中胰島素基因特異性表達產(chǎn)生胰島素。

引申：人類能不能改造基因呢?能不能使本身沒有某個性狀的生物具有某個特定性狀呢?如：讓微生物生產(chǎn)出人的胰島素。這樣既節(jié)省了人力，又簡化了生產(chǎn)，同時還不會對環(huán)境造成污染。回答是可以的。通過科學(xué)家們的不斷努力，在20世紀70年代終于創(chuàng)立了一種能定向改造生物的新技術(shù)5因工程，現(xiàn)在通過基因工程生產(chǎn)的胰島素已經(jīng)投入臨床使用。

意圖：根據(jù)具體實例引入情境，提出假設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生思考，激發(fā)學(xué)生求知、探究的欲望，同時引出本節(jié)課題。

2.2學(xué)習(xí)基因工程工具

2.2.1

限制性內(nèi)切酶的學(xué)習(xí)

師：動畫展示胰島素生產(chǎn)過程中限制性內(nèi)切酶切割胰島素基因和質(zhì)粒產(chǎn)生黏性末端的過程。

生：思考動畫中限制性內(nèi)切酶的作用位點是哪里?回答。

師：點撥限制性內(nèi)切酶作用、黏性末端概念。

師：如何把兩種不同的DNA分子粘合成一個DNA分子?

教師分發(fā)寫有核苷酸序列的紙片(黑色紙片代表目的基因、紅色代表質(zhì)粒)。

生：二人一組，模擬剪切和拼接的過程，觀察切口處有沒有連接。

意圖：學(xué)生帶著問題觀看動畫，進行討論，思考，獲得知識。通過模擬實驗，加深學(xué)生對黏性末端的理解，同時提出問題，引出DNA連接酶。

需要改進：由于動畫畫面變換太快，同學(xué)觀察不細，更不能記筆記，因而動畫展示應(yīng)再慢一些，關(guān)鍵的步驟應(yīng)提醒學(xué)生觀察。

2.2.2 DNA連接酶的學(xué)習(xí)

師：多媒體動畫演示胰島素基因與質(zhì)粒的連接過程。提問：不同生物的DNA分子可以成功連接的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是什么?

生：思考、在教師的指導(dǎo)下歸納出：連接的部位是磷酸二酯鍵(梯子的扶手)，不是氫鍵(梯子的踏板)。

意圖：多媒體動畫演示連接酶的連接部位，利用形象的比喻使學(xué)生更容易接受和理解。教師僅僅起到指導(dǎo)者的作用，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。

2.2.3運載體的學(xué)習(xí)

師：多媒體演示基因工程生產(chǎn)胰島素過程。運載體有何作用?

生：根據(jù)多媒體演示討論運載體的作用。

師：點撥運載體的作用。提問作為運載體必須具備哪些條件?常用的運載體有哪些種類?為什么大腸桿菌的質(zhì)粒是最常用的運載體?

生：看書討論、回答。

師：引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)質(zhì)粒的特點理解其常用作運載體的原因。點撥運載體應(yīng)具備條件，質(zhì)粒的特點。

意圖：通過一連串的問題層層引導(dǎo)，讓學(xué)生自己看書，建構(gòu)運載體的相關(guān)知識。培養(yǎng)學(xué)生快速閱讀，并及時截取信息的能力。

需要改進：教師的點撥有些啰嗦，應(yīng)簡潔、一針見血。

2.3學(xué)習(xí)基因工程基本步驟

2.3.1

目的基因獲取的學(xué)習(xí)

生：閱讀教材完成講義上目的基因及其獲取方面的填空題。

學(xué)生回答后教師糾正。

師：點撥目的基因的概念及獲取方法。在胰島素的生產(chǎn)中，目的基因即為胰島素基因。

意圖：目的基因獲取需要記憶的知識點較多，而需理解的較少，采用復(fù)習(xí)課的知識梳理模式教學(xué)，讓學(xué)生自學(xué)建構(gòu)相關(guān)知識，教師適當點撥，達到事半功倍的效果。

2.3.2

目的基因與運載體結(jié)合的學(xué)習(xí)

師：動畫演示同種限制性酶切割胰島素基因和質(zhì)粒形成相同的黏性末端，再用DNA連接酶連接黏性末端，形成重組DNA分子。

生：討論如何將目的基因與運載體結(jié)合?

師：追問在實際操作過程，得到的DNA一定是重組DNA嗎?為什么還要篩選重組DNA?

生：分小組討論

師：點撥相同黏性末端結(jié)合時的隨機性，可能的形成三種DNA分子。

生：動手拼接胰島素基因與運載體的三種連接方式。

設(shè)計意圖：結(jié)合胰島素的生產(chǎn)教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生通過討論、思考建構(gòu)新知識。

問題：有的小組部分同學(xué)不參與討論。

改進：應(yīng)培養(yǎng)這部分學(xué)生的交流能力。

3教學(xué)評價與反思

結(jié)合胰島素的生產(chǎn)創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，課堂氣氛活躍，學(xué)生從探究活動中發(fā)現(xiàn)問題，通過觀察、實驗、討論、交流，主動建構(gòu)新知識，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體地位。實現(xiàn)知識、能力、情感態(tài)度與價值觀三維目標的和諧統(tǒng)一。教師不再是知識的傳授者與灌輸者，而是意義建構(gòu)的幫助者、促進者，是學(xué)生學(xué)習(xí)的輔導(dǎo)者、學(xué)習(xí)環(huán)境的設(shè)計者，是學(xué)生學(xué)習(xí)過程的理解者和學(xué)生學(xué)習(xí)的合作者。

動畫演示胰島素生產(chǎn)過程中限制內(nèi)切酶對DNA的切割和DNA連接酶連接黏性末端的過程，學(xué)生對工具酶形成正確認識。很好地解決了教學(xué)中的重點和難點問題。

注重基礎(chǔ)知識，基因工程雖然屬于生物科技前沿的內(nèi)容，但高中階段的教學(xué)不能挖掘的過深，教學(xué)中應(yīng)瞄準基本知識、能力、技能。

教學(xué)實施過程中也發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些應(yīng)改進的地方，如現(xiàn)代化多媒體教學(xué)手段是教學(xué)改革的趨勢，但由于畫面更換速度快，學(xué)生基本不能做筆記，一堂課結(jié)束，許多學(xué)生沒有掌握知識點。所以本節(jié)課應(yīng)適當借助板書進行師生互動，讓學(xué)生邊聽邊記筆記，建構(gòu)知識骨架，提高教學(xué)效率。