3.1 DNA是主要的遗传物质教学设计2025-2026学年高一下学期生物人教版必修2

教学设计 一、基本信息 教师姓名 课名 DNA 是主要的遗传物质 学科 生物 章节 第 3 章 第 1 节 教材版本 人教版（ 2019 ） 课时 第 1 课时 课型 新授课 年级 高一 二、设计思想 1 、AI 赋能核心：融合 AI 教师助手、智能学习平台、虚拟实验室，将经典科学史转化为沉浸式“破案”体验，在解谜中主动建构知识。 2、剧本杀驱动：以探索遗传物质本质的科学史为主线，创设“遗传物质谜案”悬疑情境，学生化身科学兴趣小组探员，通过分析格里菲思、艾弗里、赫尔希、蔡斯等科学家的“实验证物”与“证词”，层层推理。 3、探究为本：超越被动接受，在 AI 辅助下模拟实验设计、数据处理、结论辩论，深度体验科学思维与方法。 4、素养落地：紧扣核心素养，在破案中形成“结构与功能观”的生命观念，掌握自变量控制的科学方法，培养学生的科学探究能力和科学思维能力，并引发关于生物技术与科学进步两者之间联系的思考。 三、学习者特征（学情分析） 1、认知基础：已学习细胞结构和成分（核酸、蛋白质等）、生殖与遗传现象和规律（孟德尔遗传定律、细胞的有丝分裂、减数分裂和受精作用等）， 但对“遗传物质本质”的历史探索及实验证据缺乏系统认知。 2、思维特点：高中生抽象逻辑思维发展，好奇心强，乐于接受挑战性任务，但对复杂实验设计原理的理解仍需具象支持。 3、兴趣点：对悬疑推理、角色扮演、AI 科技应用兴趣浓厚。 4、潜在难点：理解转化实验的巧妙性、酶解法排除干扰的逻辑、同位素标记追踪的精确性；区分“遗传物质”与“遗传信息”概念。 四、教学内容与任务 1、教学内容：本节课选自人教版高中生物教材必修二第三章第一节。课程标准中对该节内容的要求是总结人类对遗传物质的探索过程，概述 DNA 是生物体主要的遗传物质，有些病毒的基因在 RNA 分子上，从而明确遗传信息控制生物性状，并代代相传。本节旨在从分子层面引导学生认识遗传物质的化学本质，根据教材提供的三个经典实验的资料分析，引导学生重温科学家的探究历程，领悟科学的过程和方法，提高学生的学科核心素养和科学思维能力。 2、教学任务（剧本杀主线）： 破解“遗传物质谜案” 五、教学目标 1、生命观念：阐明 DNA 作为主要遗传物质的核心地位；形成结构与功能相适应的生命观念，理解遗传物质在生物遗传和进化中的重要作用。 2、科学思维：学会运用归纳与概括、演绎与推理、批判性思维等科学思维方法，对实验现象和结果进行合理的质疑和解释，得出科学结论，培养严谨的科学思维能力。 3、科学探究：模拟实验设计思路和变量控制方法，尝试设计简单的实验来探究遗传物质，提高科学探究能力；运用 AI 工具分析、虚拟实验室，发展学生科学探究的精神及能力。 4、社会责任：体会科学发展过程中严密的逻辑推理，认同科学的发展是一个继承、发展与创新的辩证过程；引导学生关注遗传物质研究在生物科技领域的应用，思考科学进步与技术发展之间的相互关系。 六、教学策略设计 1 、PBL（问题驱动教学法）+ 游戏化学习：围绕“谁是遗传物质？”核心问题，以剧本杀的形式设置一系列问题串，驱动学生思考，激发学生的探究欲望，引导学生主动获取知识，培养学生解决问题的能力。 2、角色扮演 + 协作探究：学生分组扮演不同科学家团队，协作分析线索、操作实验、辩论推理。 3 、AI 深度融入策略： ①智能导学：AI 教师助手“艾弗里”在关键节点为学生解答疑问。 ②实验模拟：“NB 实验室”提供安全、高效的“动手”探究体验。 ③数据赋能：学生平板投票，实时展示投票结果，进行可视化分析。 ④即时反馈：AI 智能学习平台，为学生提供个性化的学习路径和学习资源。例如，课后根据学生的学习情况推送相关的知识点讲解、拓展阅读材料和练习题。 七、信息资源与教学环境设计 1、信息资源： ①教材：充分利用人教版高中生物学教材必修 2《遗传与进化》中关于 “DNA 是主要的遗传物质” 的内容，作为教学的基础文本资源，确保教学内容的准确性和权威性。 ②网络资源：推荐相关的生物科学史网站、科普视频网站，如中国科普网、哔哩哔哩等，让学生获取更多关于遗传物质发现历程的资料和信息，拓宽学生的知识面。 ③AI 学习平台：利用 DeepSeek 设计剧本杀脚本，豆包设计课件背景图片；利用智学网其智能诊断、个性化学习推荐等功能，辅助教学过程，满足不同学生的学习需求。 ④虚拟实验软件：采用 “NB 实验室” 虚拟实验软件，为学生提供虚拟实验操作的环 境，让学生能够亲身体验实验过程。 2、教学环境： ①硬件环境：配备多媒体教室，确保电脑、投影仪、音响等设备正常运行，以便展示教学课件、播放实验视频和音频资料。为每个学生小组提供平板电脑， 用于访问网络资源、使用 AI 学习工具和进行小组讨论记录。 ②软件环境：安装好所需的教学软件和“NB 实验室”软件，提前设置好 AI 星火教师助手，并确保网络连接稳定，为教学的顺利进行提供技术支持。 ③课堂氛围：将教室桌椅按照小组合作学习的形式进行摆放，每组桌椅相对集中，便于学生进行小组讨论和交流。课件背景符合剧本杀风格， 插入背景音乐，营造浓厚的科学探究氛围，增强学生的代入感。 八、教学过程 教学环节 起止时间（ “-” ） （按照完 整视频的 时间点） 环节目标 教师活动 学生活动 媒体作用及分析 创设情境提出问题 0,-2,05" 激发兴趣，明确探案任务。 介绍 “遗传物 质身份谜案” 背景，说明剧 本杀规则。 引导学生根据 课前微课，尝 试总结遗传物 质可能具有的 课前观看微 课，思考遗传 物质可能具有 的特点。 领取AI 生成的 角色卡及侦探 任务单，明确 PPT 展示故 事背景、各 小组角色身 份，背景插 播悬疑音 乐，利用悬 疑感和角色 扮演快速吸 特点。 【提出问题】遗传物质是什么？ 身份与使命。 引学生，激发学生的探索激情。 第一轮搜证与讨论：肺炎链球菌的秘密 2,06"- 9,10" 理解肺炎 链球菌转 化实验的 现象与推 论，对“转 化因子”是 什么进行 初步假设。 引导学生在“格 里菲思实验室” 搜集线索 【提出问题】 问题 1：第一、 二组的作用是 什么?实验现象 说明了什么？ 问题 2：对比 第二、第三组 的实验现象， 说明了什么？ 问题 3：第四 组小鼠为什么 会死亡? 问题 4：第四 组小鼠体内出 现 S 型活细菌 从何而来? “格里菲思小 组”主导：说明 肺炎链球菌的 种类和特点， 重现体内转化 实验过程。 各组展开讨 论，思考并回 答问题。找出 遗传物质的第 一个证据：加 热杀死的 S 型 菌含有某种促 使 R 型活细菌 转化为 S 型活 细菌的活性物 质——“转化 因子”。 利用平板进行 第一轮投票。 动态展示肺 炎链球菌体 内转化实验 过程，帮助 学生直观理 解抽象实 验。 利用平板投 票功能，实 时显示投票 结果，反馈 学生对“转化 因子”的掌 握情况。 第二轮搜 掌握艾弗里实验设 【发出挑战】怎么样才能将 各小组思考、讨论以下问题： 证与讨论：艾弗里的突破 9,11"- 17,00" 计思路，明确 DNA 是转化因子。 S 型菌的各种 物质分离呢？ 酶的作用是什 么？ 引导“艾弗里小 组”解读其“破 案计划”（实 验设计思 路）。 介绍自变量控 制的科学方法- -“加法原理”和 “减法原理” 【隐藏任务】 肺炎链球菌转 化实验中加热 杀死的 S 菌的 DNA 为什么仍 ①该实验的设计遵循哪些原则? ②哪一组是对照组，其作用是什么? ③该实验的自变量、因变量分别是什么? ④实验设计思路是什么? “艾弗里小组” 主导：重现进 行体外转化实 验。派代表回 答以上问题。 找出遗传物质 的第二个证据： DNA 才是使R 型细菌产生稳 定遗传变化的 物质。 向AI 星火教师 助手“艾弗里” 提问，理解转 展示艾弗里 实验设计流 程图，帮助 学生吃透实 验设计精 髓。 利用畅言智 慧课堂中 “星火助 手”应用， 设置智能 体，和学生 实时互动， 在关键节点 为学生解答 疑问。 利用平板课 件投票功 能，反馈学 生对转化因 具有转化能力？ 化的原理。 利用平板进行第二轮投票。 子本质的理解。 第三轮搜证与讨论：噬菌体的奥秘 17,01"- 32,30" 理解噬菌 体实验的 巧妙之处， 巩固 DNA 是遗传物 质的结论。 【过渡】 在当时的技术 条件下，艾弗 里提纯的DNA 中可能仍有微 量的其他物质 残留，科学家 对应艾弗里的 实验结论仍存 在质疑。有没 有更好的材 料、更好的方 法能够将DNA 和蛋白质彻底 分离，单独去 观察它们的作 用呢？ 指导各小组完 成噬菌体档案 记录。 播放噬菌体侵 染细菌的相关 视频。 【提出问题】 各小组分别完成噬菌体档案记录。 观看视频，分析噬菌体的作案手段。 各小组思考、讨论相关问 播放视频，了解噬菌体的结构和生活方式。 问题 1：如何 特异性标记 DNA 和蛋白 质？ 问题 2：该实 验采用了哪些 技术？这些技 术在实验中分 别有什么作 用？ 问题 3：噬菌 体侵染细菌实 验与肺炎链球 菌体外转化实 验在设计思路 上的共性是什 么？ 问题 4：如何 获得分别被 32P 和 35S 标记 的噬菌体？ 指导学生进入 NB 实验室，进 行标记噬菌体 （选择 32P 或 35S）、侵染、 题。 “赫尔希小组” 派代表回答问 题。 各小组利用平 板进入“NB 实 验室”，再现 噬菌体作案经 过。 “蔡斯小组”主 导在“NB 实验 室操作”，复 原噬菌体侵染 细菌的实验过 程，分析离心 管中放射性分 布情况以及子 代噬菌体含放 射性情况。 找出遗传物质 的第三个证据： DNA 才是噬菌 体的遗传物 虚拟实验安 全模拟放射 性操作，动 态展示噬菌 体侵染细 节，帮助学 生直观理解 抽象实验， 突破视觉难 点。 离心分离等操作。 质。 揭晓真相： DNA 是主要遗传物质 32,31"- 36,35" 整合证据 链，论证 DNA 是主 要遗传物 质，提升科 学论证能 力。 【抛出问题】 DNA 是所有生 物的遗传物质 吗？ 【隐藏线索】 烟草花叶病毒 的介绍。 【任务】请使 用本次活动中 新增技能“减法 原理”，设计实 验证明烟草花 叶病毒的遗传 物质是什么？ 介绍格勒和施 拉姆实验过 程。 组织学生投票： 生物的主要的 遗传物质是什 么？ 【总结】不同 生物的遗传物 质类型 根据隐藏线索 和“减法原理”， 设计实验证明 烟草花叶病毒 的遗传物质。 “格勒和施拉 姆小组”派代 表阐述实验思 路。 得出结论： RNA 是烟草花 叶病毒的遗传 物质。 利用平板进行 第三轮投票。 观看表格，理 解不同生物的 遗传物质类 展示烟草花 叶病毒的信 息。 展示烟草花 叶病毒侵染 烟草的实验 过程及结 果，有助于 学生得出正 确结论。 利用平板发 起投票活 动，实时反 馈学生对遗 传物质的掌 握情况。 型，思考为什么说 DNA 是主要的遗传物质。 复盘环节：技术在破案中的关键作用 36,36"- 38,20" 升华主题，联系社会责任，展望未来。 总结科学探索 精神（质疑、 实证、创新）。 引申讨论：科 学发展与技术 进步之间的相 互关系。鼓励 学生努力学 习，为以实现 科技报国做准 备。 各小组深度思 考：艾弗里和 赫尔希等人都 分别采用了哪 些技术手段来 实现他们的实 验设计？科学 发展与技术进 步之间的相互 关系？ “技术小组”派 代表回答。 展示问题， 联系现实， 渗透社会责 任。激发持 续探索兴 趣。 回归情境、总结提升 38,20"- 40,00" 带领“侦探团” 进行结案汇 报。强调科学 结论的得出是 证据积累与不 断验证过程。 送出“结案礼物” 全班达成共识： DNA 是主要遗传物质。 构建概念模 型，得出 DNA 是主 要的遗传物 质的结论， 帮助学生构 建完整的知 识体系。 板书设计 学科网（北京）股份有限公司 $