高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》DNA分子的结构教学设计及反思

这是一份高中生物人教版 (新课标)必修2《遗传与进化》DNA分子的结构教学设计及反思，共11页。教案主要包含了教学流程，教材分析，学情分析，教学资源与策略，教学目标，教学重难点，教学评价，教学反思等内容，欢迎下载使用。
姓名
单位
课型
新授课
课时
1
教学对象
高一学生
一、教材分析
《DNA分子的结构》是对已学孟德尔遗传定律和减数分裂知识的进一步深入，也是学习整个遗传部分的基础。
课本首先用大篇幅介绍了科学家们构建DNA双螺旋结构模型的故事，旨在使学生了解科学家的研究过程，学习和体会科学家们善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。之后是DNA分子结构主要特点介绍，最后是制作DNA双螺旋结构模型的学生动手实验。
二、学情分析
学生已掌握核酸及脱氧核苷酸的相关知识，懂得DNA是主要的遗传物质，这为新知识的学习奠定了认知基础。高中学生具备较好的文字阅读和理解能力，这为课前预习内容的有效完成奠定了基础。高一的学生抽象思维能力、逻辑推理能力逐渐增强，面对新奇而富于思考的问题，学生有探究的欲望，虽然接触过实验探究的问题，但对问题的分析能力、表达能力方面还存在不足，有待提高。
三、教学资源与策略
依据课标，利用教学资源，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，重视探究性学习和知识的获得过程，培养学生的动手能力，同时注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养。本节课采用“引导探究”教学模式，融合讨论法、比较法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生积极主动的思考，使其获取知识的同时，培养观察、比较和总结、批判思维和创新能力。针对学生对知识的认知水平，在引导学生进行新知学习时对部分知识的顺序做了适当调整，教材中学生的动手实验是在学完DNA分子的结构以后进行的，我把这部分知识穿插在DNA结构的学习中，将实验分解成详细的很多步骤，逐步探究，逐步制作模型。
四、教学目标
1.知识与能力目标：
（1）通过观察图片、模型，师生互动，能够概述DNA分子结构的主要特点。
（2）通过观看动画、教师讲解，能够正确制作DNA分子双螺旋结构的模型，并说明模型构建的科学研究方法。
2.学科素养
（1）基础知识（DNA分子结构的主要特点；模型构建的科学研究方法）；
（2）基本技能（学生具备对图片及模型的观察和分析能力，能正确制作DNA分子双螺旋结构的模型）；
（3）基本思想（通过模型构建及DNA分子双螺旋结构的模型制作，培养学生的科学探究的科学精神）；
（4）基本活动经验（认同与人合作及锲而不舍的精神在科学研究中的重要性）。
五、教学重难点
1.教学重点：
（1）DNA分子结构的主要特点。
（2）制作DNA分子双螺旋结构模型。
2.教学难点：
DNA分子结构的主要特点。
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
随着科学技术的发展，想要知道一个人是否为父母亲生的，应该怎么做？
非常好！亲子鉴定实质上是鉴定两者的DNA，为什么通过鉴定DNA就能做到？要想知道亲子鉴定的原理，我们得首先了解DNA分子的结构。
引出本节课题 第2节DNA分子的结构
教师同时板书第二节标题
学生回答：亲子鉴定
创设情境，引入新课
新课学习
日常生活中我们也在说“种瓜得瓜，种豆得豆”，这就是生物的遗传现象，为什么遗传信息可以由亲代传给子代，亲子代之间为什么具有遗传信息的连续性呢？这些机理都蕴藏在沃森和克里克的DNA双螺旋结构模型的伟大发现之中。引出
激发学生对DNA双螺旋结构的学习兴趣。
DNA双螺旋结构模型的构建
一、DNA双螺旋结构模型的构建
本内容是通过故事的形式呈现给我们的，课前已安排大家提前阅读。在故事中，我们除了了解到沃森和克里克外，还有哪些科学家为DNA双螺旋结构模型的构建做出了贡献？
很好，教师幻灯片展示相关科学家照片接下来，我们通过几个讨论题来检验一下大家的预习情况。
幻灯片展示讨论题1
（1）沃森和克里克在构建DNA模型过程中，利用了他人的哪些经验和成果？又涉及到哪些学科的知识和方法？
（2）沃森和克里克在构建模型的过程中，出现过哪些错误？他们是如何对待和纠正这些错误的？
（3）沃森和克里克默契配合，发现DNA双螺旋结构的过程，作为科学家合作研究的典范，在科学界传为佳话。他们这种工作方式给予你哪些启示？
教师总结并展示沃森和克里克用金属制作的DNA双螺旋结构的模型以及北京中关村的DNA雕塑。
下面我们根据资料来分析有关DNA结构的问题。
幻灯片展示讨论2
（1）DNA是由几条链构成的？它具有怎样的立体结构？
（2）DNA的基本骨架是由哪些物质组成的？他们分别位于DNA的什么部位？
（3）DNA中的碱基是如何配对的？他们位于DNA的什么部位？
通过这几个问题，我们已经对DNA的结构有了初步认识。下面，我们再一起对DNA的结构做深入、细致的分析。引出
学生回答：威尔金斯、富兰克林、查哥夫
学生回答该问题
学生回答该问题
不同的学生表达他们的观点、想法
学生回答：
由两条链构成、双螺旋结构
学生回答：磷酸—脱氧核糖，在螺旋外部
学生回答：
A与T配对，G与C配对；排在螺旋内部
培养学生主动参与的态度与获取信息的能力。
体会科学家善于捕获和分析信息，合作研究及锲而不舍的科研精神。为自主探究做准备。
激发学生的学习热情。
培养学生自己阅读并提取信息的能力。
DNA分子的结构
二、DNA分子的结构
幻灯片展示本知识学习模式：以小组为单位制作DNA双螺旋结构模型
幻灯片展示：知识准备
问题1：DNA的基本组成元素是什么？
问题2：DNA的基本组成单位是什么？
问题3：DNA基本组成单位的组成是什么？
问题4：DNA基本组成单位有几种，它们各自的名称是什么？
教师同时引导学生分析DNA的结构层次并板书
组成元素：C、H、O、N、P
碱基有几种呢？分别是什么？
在我们的材料中这四种碱基是用不同的颜色代表的，教师板书四种碱基对应的颜色A--绿色 G--蓝色 C--红色 T--黄色
这三种小分子连接起来就组成了DNA的基本单位，请大家书写脱氧核苷酸的结构简式。
教师同时板书
脱氧核苷酸
都写的非常好！现在请大家按照刚才的书写，制作几种不同类型的脱氧核苷酸。
（教师巡视教室，指导学生）
待学生制作完毕，幻灯片播放：
探究任务1：脱氧核苷酸之间如何相连呢？
讨论（1）可以在脱氧核苷酸的哪些部位把它们连接起来？
（2）结合课本图，给出正确的连接部位
非常好！我们提出的这几种连接方式都有可能，到底哪一种是正确的？请大家仔细观察课本图3-11，找出正确的连接方式。
教师总结，在脱氧核糖和磷酸之间会形成一个化学键，把一个个的脱氧核苷酸连接起来形成脱氧核苷酸长链。这个化学键叫磷酸二酯键。
现在请大家利用手中的材料先制作一条脱氧核苷酸链的模型。
教师板书：脱氧核苷酸长链
并巡视教室，指导学生制作脱氧核苷酸链的模型
教师提问：DNA分子有几条链？
我们制作另外一条链时应注意些什么呢？
引出第二个探究任务，并用幻灯片展示
探究任务2：DNA分子的两条脱氧核苷酸链具有什么联系
教师幻灯片展示两条相同的脱氧核苷酸长链，
请学生思考：
1.这两条脱氧核苷酸链能构成DNA吗？
2.有哪些错误，该如何改正？
教师总结，非常好，那我们现在把这条链旋转一下，看看还有问题吗？（幻灯片展示）
很好，那最终这样子正确了吗？（幻灯片展示两条正确的脱氧核苷酸链）
现在请大家按照我们刚才分析的两条链的关系再制作一条脱氧核苷酸链。
（教师巡视教室，并指导学生正确制作）
待每组同学都制作完成后，引导学生思考：我们已经具备两条脱氧核苷酸链，它们是DNA分子吗？
那么，我们如何让这两条链成为一个整体？引出探究任务3
幻灯片展示
探究任务3：如何将两条脱氧核苷酸链连接固定？
现在请大家观察手中的两条链，在哪个位置连接就可以成为一个整体？
教师讲解：嘌呤和嘧啶之间通过氢键配对，形成碱基对，且A只和T配对、C只和G配对，这种碱基之间的一一对应的关系就叫做碱基互补配对原则。
提醒学生观察不同碱基对之间的氢键数目
幻灯片展示资料：为什么A只和T配对，C只和G配对。
现在请大家将我们手中的两条链连接固定
很好，现在观察我们手上制作好的模型，有没有一个螺旋的结构？
教师总结：两条脱氧核苷酸长链拼接到一起只是DNA的平面结构
教师板书：DNA的平面结构：两条长链
引导学生总结DNA平面结构的内容：（1）DNA分子的两条脱氧核苷酸长链反向平行。
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基在内侧。
（3）两条链上的碱基通过氢键连结起来，形成碱基对，且遵循碱基互补配对原则。
引导学生思考，手里的模型如何做就可以呈现出DNA分子的双螺旋结构？
现在请大家对手里的模型螺旋化，使它呈现出DNA分子的空间结构：双螺旋结构
教师板书：DNA的空间结构：双螺旋结构各组模型完成后，教师展示提前做好的一个DNA的双螺旋结构模型。
学生回答1：C、H、O、N、P
学生回答2：脱氧核糖核苷酸
学生回答3：一个脱氧核苷酸分子由一个脱氧核糖、一个磷酸基团和一个含氮碱基组成的。
学生回答4：4种
学生从桌子上的材料中找出这三种小分子
学生回答：四种。分别是A、G、C、T
学生用不同颜色的材料对应不同的碱基。
邀请学生到黑板上书写脱氧核苷酸的结构简式
学生边讨论边制作脱氧核苷酸
的模型。
学生思考第一个问题，并踊跃发言，提出可能的连接部位：磷酸与磷酸之间、碱基与碱基之间、碱基与磷酸之间、磷酸与脱氧核糖之间、碱基与脱氧核糖之间等等。
学生认真观察课本图，并得出是在脱氧核糖和磷酸之间连接。
学生认真制作脱氧核苷酸长链
学生回答：两条
学生回答1：不能
学生回答2：脱氧核糖与磷酸应该位于链的外侧，碱基应位于链的内侧，两条链的方向应该相反
学生回答：有，碱基与碱基之间没有正确对应。
学生回答：正确
学生边讨论边制作另外一条链
学生回答：不是
学生回答：碱基与碱基之间
学生总结A与T之间是两个氢键，C与G之间是三个氢键
学生动手连接固定两条长链
学生回答：没有
学生回答相关问题，并认真做笔记。
学生回答：扭一下
通过自我分析、自我书写加深对DNA分子结构层次的理解，并能建立知识之间的联系。
培养学生的的观察能力和分析问题的能力。
通过自己书写以及动手制作，加深对脱氧核苷酸结构的理解。
为学生的自主探究活动指明方向并做好恰当的组织引导，避免盲目探究
创设新的情境，引导学生探究两条脱氧核苷酸的关系
培养学生分析问题，归纳总结的能力。
培养学生的观察能力
培养学生的归纳总结能力。
DNA分子结构特性
现在请大家相邻两个或三个组，把你们制作好的模型放在一起，观察不同小组的模型有哪些相同点和不同点？
学生讨论结束后，请同学回答讨论结果
三、DNA分子结构特性
教师对于学生的回答进行总结，并引导学生总结出DNA分子结构的多样性和特异性。
进一步分析DNA分子的结构，引导学生总结出DNA分子还具有稳定性。
黑板上有关DNA分子结构层次的内容，可以用五个数字来总结，这五个数字分别是5、4、3、2、1引导学生分析每个数字的含义
组间进行模型的比较、观察和讨论
学生回答：相同点为骨架的组成成分相同、都为双螺旋结构；不同点为碱基的排列顺序不同、分子的长度不同。
学生和老师一起分析5个数字的含义：
5种元素，4种碱基（脱氧核苷酸），3种小分子，2条长链，1个双螺旋
培养学生的观察能力和获取信息的能力。
将学生头脑中已有的知识和新知识衔接起来，完成新旧知识的结合。
课堂小结
以提问的方式总结以下内容
一、DNA双螺旋结构模型的构建
二、DNA分子的结构
三、DNA分子结构特性
思考并总结自己学到的内容
巩固并整理本节课内容，建立知识的整体框架
课堂练习
幻灯片展示提前准备好的练习题
认真思考并给出答案
通过做题加强对知识的理解
作业布置
课后思考、课后练习题
课下完成
巩固知识
七、教学评价
本案例的教学价值主要体现在学生探究活动的过程中，能力和情感、态度观念方面教学目标的达成。评价主要从以下几方面考虑：①分析问题，解决问题的能力及创新能力，这可以评价一个人思维的独特性、新颖性与思维的广度。②学生的动手制作能力。③制作模型方案的科学性和可行性，这可以反映出一个人思维的严密性。④结论表述，这是一个人语言表达能力及多种综合素质的体现。学生处理信息的能力以及知识的迁移和重组能力，从中得到体现。
八、教学反思
本节课对于教材重难点内容的把握较好，借助多媒体教学以及学生亲自动手制作的方式把教材中的抽象过程具体化，总体教学效果相当不错。重视探究性学习和知识的获得过程，培养学生的动手能力，同时注重培养学生的科学思维、科学方法、科学精神等生物学科学素养。对于重难点的突破，主要通过以学生思考问题的形式和动手制作模型的方式，不断推动学生思维，使学生在学习中变“被动”为“主动”，始终以一个探索者的身份不断克服和解决一个个的问题，从而师生共同完成本节课的重难点。学生在此过程中，通过自己的主动探索，使得对问题的本质有了更好的认识，同时也培养了学生主动学习的态度和归纳总结能力。但也存在一些问题，教学时间偏紧，不利于学生对问题的深入探讨，在问题的设置方面也待进一步加强。
九、板书设计