緊扣生產實踐,建構知識體系

“基因工程概述”是蘇教版高中生物選修3第一章第一節內容，是生物新課程中最具有挑戰性的內容，也是近年高考考查的重點、熱點、難點。本節涉及的基礎知識多，技術難度大。教師該如何有效地開展教學活動，達到課程標準要求呢?我校生物組開了“基因工程概述”教學研討課，課后教師一致認為這節課結合生產實踐創設學習情境，成功地引導學生建構知識體系，取得了良好的教學效果。

1設計說明

建構主義者認為學習環境是開放的、充滿著意義解釋和建構的情境，該學習環境由情境、協作、會話和意義建構四大要素構成，其中情境是意義建構的基本條件，教師與學生之間、學生與學生之間協作和會話是意義建構的過程，本節課緊扣基因工程藥物胰島素的生產過程創設學習情境進行教學，充分發揮學生的主觀能動性，讓學生主動地參與到教學的全過程，教師適當的點拔，形成一個師生互動的教學氛圍，讓學生們心馳神往地投入到本節課的學習中來。

2課堂實錄

2.1情境導入

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，產量低，價格昂貴。

學生思考并回答：胰腺中胰島素是如何產生的?

教師總結：胰島B細胞中胰島素基因特異性表達產生胰島素。

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：讓微生物生產出人的胰島素。這樣既節省了人力，又簡化了生產，同時還不會對環境造成污染。回答是可以的。通過科學家們的不斷努力，在20世紀70年代終于創立了一種能定向改造生物的新技術5因工程，現在通過基因工程生產的胰島素已經投入臨床使用。

意圖：根據具體實例引入情境，提出假設，引導學生思考，激發學生求知、探究的欲望，同時引出本節課題。

2.2學習基因工程工具

2.2.1

限制性內切酶的學習

師：動畫展示胰島素生產過程中限制性內切酶切割胰島素基因和質粒產生黏性末端的過程。

生：思考動畫中限制性內切酶的作用位點是哪里?回答。

師：點撥限制性內切酶作用、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，同學觀察不細，更不能記筆記，因而動畫展示應再慢一些，關鍵的步驟應提醒學生觀察。

2.2.2 DNA連接酶的學習

師：多媒體動畫演示胰島素基因與質粒的連接過程。提問：不同生物的DNA分子可以成功連接的結構基礎是什么?

生：思考、在教師的指導下歸納出：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生更容易接受和理解。教師僅僅起到指導者的作用，充分發揮學生的主觀能動性。

2.2.3運載體的學習

師：多媒體演示基因工程生產胰島素過程。運載體有何作用?

生：根據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粒是最常用的運載體?

生：看書討論、回答。

師：引導學生根據質粒的特點理解其常用作運載體的原因。點撥運載體應具備條件，質粒的特點。

意圖：通過一連串的問題層層引導，讓學生自己看書，建構運載體的相關知識。培養學生快速閱讀，并及時截取信息的能力。

需要改進：教師的點撥有些啰嗦，應簡潔、一針見血。

2.3學習基因工程基本步驟

2.3.1

目的基因獲取的學習

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，采用復習課的知識梳理模式教學，讓學生自學建構相關知識，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合的學習

師：動畫演示同種限制性酶切割胰島素基因和質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。

設計意圖：結合胰島素的生產教學激發了學生的學習興趣，讓學生通過討論、思考建構新知識。

問題：有的小組部分同學不參與討論。

改進：應培養這部分學生的交流能力。

3教學評價與反思

結合胰島素的生產創設學習情境，激發了學生的學習興趣，課堂氣氛活躍，學生從探究活動中發現問題，通過觀察、實驗、討論、交流，主動建構新知識，充分體現學生的主體地位。實現知識、能力、情感態度與價值觀三維目標的和諧統一。教師不再是知識的傳授者與灌輸者，而是意義建構的幫助者、促進者，是學生學習的輔導者、學習環境的設計者，是學生學習過程的理解者和學生學習的合作者。

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

注重基礎知識，基因工程雖然屬于生物科技前沿的內容，但高中階段的教學不能挖掘的過深，教學中應瞄準基本知識、能力、技能。

教學實施過程中也發現了存在的問題和一些應改進的地方，如現代化多媒體教學手段是教學改革的趨勢，但由于畫面更換速度快，學生基本不能做筆記，一堂課結束，許多學生沒有掌握知識點。所以本節課應適當借助板書進行師生互動，讓學生邊聽邊記筆記，建構知識骨架，提高教學效率。