3.2制作DNA双螺旋结构模型教学设计-2024-2025学年高一下学期生物人教版必修2

本文围绕“制作DNA双螺旋结构模型”展开，承接DNA是遗传物质的背景，为后续遗传规律学习奠基。通过模型制作、问题探究等环节，培养学生生命观念、科学思维、探究实践及态度责任等核心素养，如在模型制作中发展结构与功能观。 该设计创新点在于以实践活动贯穿教学，采用情境创设、小组合作等教法。从学生层面看，提升实践与思维能力；从教师层面看，提供清晰授课路径；从课堂效果看，有效突破教学难点。

教学设计 课程基本信息 学科 生物 年级 高一 学期 春季 课题 制作DNA双螺旋结构模型 教科书 书 名：生物学教材必修2 出版社：人民教育出版社 出版日期：2019年6月 教学目标 1.通过构建的DNA分子结构模型，说出DNA的双螺旋结构决定了DNA稳定的结构，而稳定的结构适于储存遗传信息，发展结构与功能观的生命观念素养。 2.通过制作DNA双螺旋结构模型，针对DNA双螺旋结构，进行观察、提问、设计制作模型方案、实施方案，并对最终结果进行展示、交流与评价，提高实践能力，培养团队合作、勇于创新的科学探究素养。 3.基于DNA分子结构的特点完成DNA双螺旋结构模型制作，培养构建模型的科学思维，同时通过与其他模型比较，强化优化意识。 4.积极运用生物学知识解决实际问题，提高动手能力；认同科学家在科学研究中的伟大付出，增强社会责任感。 教学内容 教学重点： 小组分工合作，制作DNA双螺旋结构模型 教学难点： 制作DNA双螺旋结构模型并分析各成分的比例关系 教学过程 教学环节 教师创设情境与提问 学生活动 设计意图 课时评价 导入 情境1 科学家们通过一系列的实验证明了DNA是主要的遗传物质，究竟是怎样的结构使得DNA具有储存遗传信息的功能呢？理论课我们已经学习了在科学家们的努力下，最终沃森和克里克成功构建了DNA双螺旋结构模型并获得诺贝尔奖。 活动1-1 重温DNA双螺旋结构模型构建的科学史，明晰科学家逐步探索DNA分子结构的历程。 活动1-2 观看威尔金斯对衍射图谱的解读视频，让学生认识到DNA双螺旋结构的建立需要跨学科的专业知识支撑。 激发学生探究兴趣，明确DNA结构的结构特点，为接下来的模型构建提供理论基础。 能够说出DNA分子结构被发现过程中科学家做出的贡献。 任务1：选择实验材料，明确DNA分子结构特点 情境2-1 这节课就让我们借助简单的材料，尝试制作一个DNA双螺旋结构模型。 情境2-2 制作的DNA双螺旋结构模型需要满足哪些结构特点？ 活动2 思考并回答相关问题，确认制作模型的材料。 引导学生认同科学家建构DNA双螺旋结构模型的不易；学会利用合适的材料制作DNA模型。 能够说出标准DNA分子结构模型的构成和特点。 任务2：小组合作制作DNA的结构模型 情境3-1 制作开始5分钟后，教师提问各小组是否遇到制作上的困难？教师展示教育部颁发的标准DNA分子结构模型，便于学生更好的观察和解决自己的疑问。 情境3-2 在解决存在的问题后，学生继续制作模型，时长15分钟。 活动3 学生利用实验材料（卡纸和化学球棍），组内分工合作，共同制作DNA的结构模型，并探讨在制作模型过程中存在的问题。 针对DNA双螺旋结构，进行观察、提问、设计制作模型方案、实施方案，并对最终结果进行展示、交流与评价，提高实践能力，培养模型构建的科学思维；培养团队合作、勇于创新的科学探究素养。 各小组根据要求合理分工，制作出DNA分子模型，同时做好相关记录。 任务3：制作模型中教师分组提出相关问题（探究过程中提问） 情境4-1 如何根据所选材料的特点，在模型中体现DNA两条链反向平行？ 活动4 结合教材P50“DNA的结构模式图”，学生可以得知DNA的两条链一条是从5′端到3′端，另一条则是3′端到5′端。教师此时引导学生对自身制作模型进行检查，可以根据脱氧核糖中碳原子的位置进行方向的判断。 引导学生对模型不断进行检查、完善的过程。通过问题探究，让学生直观地体会到DNA分子结构中双链方反向平行的特点、碱基配对的原则等，让学生活动有的放矢，不至于因为漫无目的而脱离课题，只顾构建模型而忽略与理论相结合，进而使科学思维得到发展。 在模型制作过程中，能回答出教师提出的与DNA分子双螺旋结构相关的问题，能说出DNA分子两条链是反向平行的，能说出碱基配对的方式以及碱基排列顺序与DNA分子多样性的联系。 情境4-2 教师引导学生对制作模型中的各组分数量进行统计，思考： 各碱基数据间存在怎样的等式关系？ 活动5 学生已经具备对DNA结构以及碱基互补配对原则的认知，不难得出碱基数=磷酸数=脱氧核糖数=脱氧核苷酸数；A=T，G=C，且A+G=T+C，A+C=T+G；A1=T2，T1=A2，C1=G2，G1=C2。 情境4-3 根据各自小组制作的模型，思考： 如何从DNA结构角度理解DNA的稳定性、特异性和多样性？ 活动6 学生利用本组DNA结构模型，对DNA的稳定性、特异性、多样性一一解释。 任务4：模型展示与评价 情境5-1 各小组分别展示与介绍模型构建成果。学生间进行互评，最后教师进行总结。并引导学生思考： 通过模型模拟或推测DNA复制、转录等过程。 情境5-2 展示市面上购买到的DNA结构模型，让学生讨论购买的模型的优缺点，鼓励学生课后尝试用其他材料制作模型。 活动7 小组上台展示，各小组依据已经设计好的评价标准对展示模型进行自评和他评。 通过交流与评价，提升学生的表达能力、应用知识的能力以及批判思维，同时通过评价也可以让学生对自己的模型的优缺点有更充分的认识，利于后续摸索更好的探究方法。 能说出本小组构建出的模型如何体现DNA分子结构的特点，以及模型的优缺点；同时也能对其他小组模型进行评价。 备注：教学设计应至少含教学目标、教学内容、教学过程等三个部分，如有其它内容，可自行补充增加。 学科网（北京）股份有限公司 $$