高中生物必修1分子与细胞模块《细胞的基本结构》单元说课视频(2023第教育学会第19届年会课例展示)

　　说话人 1

　　各位老师大家好，我是来自北京市第五中学的生物教师吴X。我今天说课的题目是基于深度学习，提升核心素养。以细胞的基本结构单元教学为例，我将从问题、目标、问题、任务和评价四个方面展开说明。首先是单元目标的确定，细胞的基本结构，这个单元承载重要概念1.2。通过本单元的学习，有助于学生形成大概念一、逐步建立结构与功能关细胞的基本结构。这个单元隶属于必修 1 分子与细胞模块。从系统的角度出发进行本单元的学习，为学生后续学习细胞这一系统的物质基础、系统的功能以及系统的产生和发展具有重要的作用。

　　说话人 1

　　对于经历了三年线上学习的高一学生而言，高中起始单元的教学对于激发学生的生物学学习兴趣，传递生物学研究方法和学习方法起着至关重要的作用。因此，在本单元，我选择贴近学生的情境，支持学生在学习活动中发展科学思维，最终建立生命观念。在单元的整体设计上，我依据课程标准、教材内容以及我校学生的实际情况进行单元目标的设计，匹配相应的评价方式，检测目标的达成情况，结合目标和评价再进行学习任务的设计。这是具体的单元导航图，我制定的单元学习目标包括以下四项，每一项单元目标将如何拆解到课时进行逐一落实呢?以第一个单元教学目标为例，在细胞膜、细胞器和细胞核这三节的学习中，均需要通过阅读资料寻找证据，并通过有逻辑的分析得出结论。学生将在达成课时目标的基础上，最终达成单元学习目标。

　　说话人 1

　　在单元的问题逻辑的设置上，以课程标准为依据、教材为载体，考虑到学生初中、高一、高二的认知规律和知识逻辑体系的发展以及不同学段学生的学习需求，我优化了单元课程内容的结构。本单元以糖尿病为情境，学生可以从胰岛 b 细胞入手，了解细胞的基本结构。在细胞的物质基础单元，学生会进一步了解蛋白质的结构与功能。在 B Q 2 会进一步了解基因如何止让蛋白质的合成。在选择性必修模块，学生还会继续深入学习像胰岛素这样的蛋白质如何调节血糖的平衡，以及如何利用现代生物学、人工技术去合成胰岛素等蛋白质这样相关的内容。因此，蛋白质的合成与分泌这样的线索进行学习，帮助学生能够使高中所学的这个内容促进学生的思维发展的连贯性。

　　说话人 1

　　本单元的核心问题是细胞作为最基本的生命系统，各结构和功能各结构如何分工合作形成统一的整体，共同完成生命活动。那以胰岛素为情境建立设计的四个关键问题是葡萄糖难以进入组织细胞的原因、胰岛素如何合成加工以及分泌细胞核控制。胰岛素的结构基础是什么?以及胰岛 b 细胞的各部分结构如何分工合作形成整体，共同完成生育活动。学生将通过 6 课时完成 12 个学习任务，解决这 4 个关键问题，达成学习目标。在学习任务的设计上，学生将通过自主学习、合作学习，不断发展自身的推理与论证、科学阅读与表述的能力。接下来，我将对任务的实践进行具体说明。学生在利用显微镜观察多种多样的细胞的基础上，结合初中所学的生物学概念，对细胞的显微结构已经具备了一定的了解。本单元需要借助科学史素材以及电竞下的图片，进一步帮助学生建立细胞亚显微结构与功能等相关概念。在细胞膜这一节，我采用了问题证据、结论这样的逻辑，引导学生阅读对细胞膜成分探索的资料，带领学生梳理文本、建构概念，最终建立细胞膜的模型。我综合人教版、北师大版等教材以及文献中的图文素材，提供电竞照片，以弥补学生无法利用我校实验室观察细胞亚显微结构的不足。

　　说话人 1

　　以学案整合这些信息呈现给学生，由问题引导、学生阅读分析并提出假说，结合资料辨析事实与观点，这也是为后续进行科学论证奠定基础。学生在阅读资料之后获取证据，在课堂上及时可以利用息或白板软件通过拖动细胞膜成分建构模型，真正做到基于实证提出假设建构模型，在基于新的证据不断修改、完善模型的过程，从而发展科学思维，领悟科学本质。在细胞器这一节的教学中，我利用拼图阅读的教学策略，以问题引导及细胞器简历填写等方式，帮助学生自主阅读学习资料，进行信息的输入和处理。鼓励学生通过同志、专家组讨论、抑制自然组交流等形式进行信息的进一步处理和输出，通过强化输出倒逼学生输入，增强学生的科学阅读与表述的能力。

　　说话人 1

　　首先学生自愿解读，形成自然组，每组挑选一个感兴趣的方向，组内每位同学会领取一份阅读资料。接下来全班领取相同阅读资料的同学聚集形成专家组，先独立完成自主阅读，并填写细胞器简历。以核糖体的阅读资料为例，资料中提供了细胞器的电竞照片以及与其他细胞器的关系模式服务，学生需要从资料中获取到该细胞器的结构与功能，并为其绘制画像。这是学生自主阅读环节的实况，这是学生自主阅读的结果呈现，这是其他各组细胞器的一个完成情况。接下来进行专家组讨论，相同阅读内容的专家们要对该细胞器的结构和功能认知达成共识，这是学生的第一次输出的重要环节，相互印证获取信息的准确性。在此环节，我对全班各专家组的讨论情况进行巡视。在专家组达成共识之后找我进行信息审核，我会根据学生输出的情况进行提问、追问，引发学生的进一步思考，从而加深对该细胞器结构与功能的理解。

　　说话人 1

　　在专家组讨论结束之后，进入益智自然组分享环节，学生返回之前自愿建立的自然组，并在组内进行第二次输出环节。其他同学通过提问、追问等确保自己对每个细胞器的结构和功能都已了解，这是抑制自然组分享的情况。学生在了解以上 5 种细胞器的结构与功能的基础上，很容易梳理出像胰岛素这样的分泌蛋白，它的合成、加工以及运输的过程。然而这一过程的建立是缺乏证据支撑的，进而引导学生思考如何设计实验，为蛋白质的合成和分泌过程提供证据。我通过引导学生聚焦思考两个问题，如何检测胰岛素，以及用什么方法研究胰岛素在细胞中的运输途径。学生能想到用放射性同位素标记氨基酸，但对于如何观察胰岛素在细胞中的运输途径，学生基于深度思考会给出不同的方案，在肯定学生方案合理的这个可行性等基础上，题目科学家的实验证据。学生在阅读资料的基础上能够依据实验结果梳理逻辑，说明证据是如何支持观点的。

　　说话人 1

　　最后通过自然组 PK 竞赛检测学习效果。这个环节是在一开始自然组建立的时候，学生就了解的，这也是激发学生自主学习、合作学习的重要动力之一。经过前两节的学习，学生对问题证据、结论这条逻辑线索以及阅读文本获取信息已经得到了一定程度的训练。在细胞核这一节，学生需要进一步通过阅读分析，讨论细胞核具有什么样的功能。这样的四个资料，选择合适的证据来阐明细胞核的功能，并由细胞核的功能推测细胞核需要有怎样的结构与其功能相适应。这实际上也是对学生分析、抽象以及演绎等能力的考察训练。本单元的最后一节课是在十一假期回来以后，学生以小组为单位，利用十一假期进行单元任务的准备和撰写。在本节课上进行单元任务展示，运用在本单元所学的内容阐述某种细胞的细胞核、相关细胞器和细胞膜是如何分工合作完成分泌蛋白的合成与分泌的。有小组以漫画的形式绘制了小白变身剂从朴素的多碳到成熟的蛋白质的过程，生动形象。还有小组绘制漫画以后，以画外音的形式搭配讲解，更加准确且生动的描述了胰岛素合成及运输的过程。不能出血，要不就弯继续生产这个题快速发电，我生产电酶提高发电效率。小的们手边的氨基酸足够了吧。

　　09高中生物《单基因糖尿病的基因诊断与治疗》探究教学视频，2023年中国教育报“智慧校园”全国系列活动(杭州站)创新案例展示

　　说话人 1

　　好，同学们，那么经过前几节课的学习，我们已经对基因工程的工具，包括基本操作步骤已经有了一个简单的了解，那么这节课我们将一起来看一看基因工程到底在实际生活当中是如何进行运用的啊。首先我们来到的是医院的遗传咨询科，医院遗传咨询科的丁医生最近接待了一对困扰的夫妇。他们刚出生 6 个月的女儿刚被确诊了新生儿永久性糖尿病，这是一个常染色体显性遗传病，但他们很困惑，他们都是健康的，也没有这样的病史，为什么这个宝宝刚出生就患上了这样的病呢?大家认为这可能是什么原因?有可能是基因发生了突变。好，那么实际情况到底是不是基因发生突变?现在在座的各位都是丁医生的小助理，请你们仔细查看一下病理信息，并尝试回答以下问题。

　　说话人 1

　　来，第一个问题，有没有同学看出?

　　说话人 1

　　来郭天一，你说说看?

　　说话人 2

　　这个病因就是它那个K、c、N、 J 11 这个基因序列，它那个其中一个碱基对 g 突变成了a。

　　说话人 1

　　你是说这个病的病因是由几号染色体上? 11 号染色体上有一个什么样的鲸啊?

　　说话人 2

　　这个 K C N J 11。

　　说话人 1

　　首先它确不确定是基因发生了突变?确定是的，而且突变的基因我们已经找到了，是十一号染色体上的 KCNJ 11 这个基因发生突变，而且通过这个报告你可以看出来它的突变就是由什么变成了什么，有 g 变成了a，有 g 这个减值。对，这是正常的突变，为了AA，那患者是这个情况，他的父母有这样的情况吗?没有，父母正常，所以确实是一个突变的情况。好，那第二个问题你想一想，如果现在我要表示惊醒，如果用大b、小 b 来表示的话，我可以怎么去表示它的极性?首先他的父母应该怎么表示?应该是大b。大 b 吗?小b。来同桌说说看，你认为他说是大 b 的话，你认为是什么?小b。为什么你认为是小b?因为这是常染色体显性遗传病，他的父母患不患病?不换，所以他父母应该表示为小b，那么这个患者呢?大 b 杠好。有没有同学有别的意见?来往前走走哟。你觉得呢?他说是大毙告，你觉得是不是?

　　说话人 2

　　我觉得也是大 b 缸，因为他好像剩下一个并不能确定，因为它是一个显性的。

　　说话人 1

　　遗传，你也不能确定。好，来，请坐。请同学们再仔细看一下病例，来想一想到底患者的惊喜应该如何表示。那同学有想法可以举手。二、有看到病例上吗?还有没有同学有想法?有没有看出我们所有的结论应该根据证据来，所以它的检测报告有没有告诉你它到底是有什么样的治病类型，是有怎样的治病基因?有几个单基因是指的是它只是 k 基因出现了问题，但是我如果讲到治病基因的话，它出现的是一个几个治病基因，一个，而且也提示你了这是属于一个什么样的变异?杂合变异很好，那如果是杂合变异，它又是只有一个基因发生的变异，那都要表示患者惊醒还是大 B 杠吗?那么它就应该能够确定它是大b、小 b 这样的情形。

　　说话人 1

　　我们通过这样的方法，其实我们这个病的确诊是采用了什么样的技术啊?基因测序的技术，所以它的报告上是不是出现了正常基因序列的异常基因序列?好，我们是通过基因测序来进行检测的。好，那么对这个病有了解之后，家属就非常担忧他们的女儿还这么小，现在如果说女儿经过了正确的治疗之后，他正常长大成人了，如果他再跟一个正常男性结婚，你们认为他们的后代需要基因检测吗?还需要吗?需要。来大家一说看为什么需要?你的理由是什么?因为他是大b、小b。如果他肯定跟一个正常男跟正常男性结婚，应该是什么?小b?如果他俩婚配的话，就类似于测交了，很可能，而且套代患病的可能性大不大?很大很大，基本上有 50% 的概率是不是就患病了啊?而且那还有什么原因呢?惯病概率很大?其次还有什么原因。

　　说话人 3

　　基因突变了?对，所以。

　　说话人 1

　　基因突变的可能，哎，会有基因突变可能。其次你注意看一下它这个 b 是普通的 b 吗?有什么特点?早期测疗、自治疗，如果要是说早确诊、早治疗的话就可以控制住。如果要是说没有确定他很容易这个病会跟什么去物证啊?嗯， i 型跟 e 型糖尿病去进行物证，对不对?那我当然是要尽早的确定，尽早去治疗是不是才是比较好的?好去，好，请坐啊，所以大家都已经认同了，对于这个病来说，基因检测是非常有必要的，那么如何进行检测呢?请大家思考一下，并且跟你的同桌讨论一下，如果现在我要对这个患者跟一个正常男性，他俩如果婚配了之后，他们的后代应该如何进行基因检测?好，大家可以讨论一下如何进行基因检测，大概描述一下这个操作过程啊。大概描述下这个操作过程。

　　说话人 1

　　好，有没有同学有一些想法?来大概讲一个思路，你觉得我们应该如何去进行基因检测?来，再加一，你说说。

　　说话人 4

　　我想他要检测基因有两个思考，就是可以是搞它的蛋白质，也可以是用取它的DNA。

　　说话人 1

　　如果是取它的蛋白质，取它DNA，对。

　　说话人 4

　　蛋白质不是 m r n a，然后把含在。

　　说话人 1

　　蛋白质，就是蛋白质怎么会变成MRA?你是要给它，就是怎么弄蛋白质?它的那个逆转录，蛋白质到前面是逆转录吗?中心就是算了。好，来再思考一下，来，同学还有没有别的意见，现在应该如何做好?我提示一下，如果说现在我要检测的它的突变原因，其实我们清楚就是要找到这个 KCNJ 11 这个基因，对不对?那你就是要检测如果说他们俩的后代有没有这个问题的话，那你肯定检测的是什么疾啊。好，来，你说说看，没关系，你说我看。

　　说话人 1

　　嗯，我觉得就是去检测他们的孩子的 DNA 里面，就是有没有就是这个 KCNJ 11 这个基因，有没有嘛?就是不是?就是他有没有突变?对，所以既然思路是这样的，那我下一步其实我要做的时候我应该怎么做?第一步我要干嘛?先得到他的DNA?那么大家想想看，我肯定是在产检的时候就去做这样检测了，那么怎么得到这个孩子的 DNA 呢?可以用什么方法?我们其实可以取，我们之前讲过如果是胚胎词的话，我们可以取什么?取胎的囊胚滋养层细胞取出来，对吧?那里面是有孩子精。

　　说话人 1

　　还有刚刚这位同学讲到了可以用什么羊穗穿刺的技术，总归你得获得什么戴特警，我得获得这个戴特警，其次获得代色基因之后再怎么做就直接去检测了吗?可能这个量比较小，可以给它扩增一下，我们可以 PCR 去扩增代色基因。好，有了待测基因之后，接下去的思路，其实我们就大概讲到我们可以怎么去做。接下去其实你就可以怎么样，你可以去对这个，你拿到了这个待测基因去给他进行测序，再跟正常的基因去进行比较。比如说你可以用一些比较专业的软件，像这个 Blaster 核酸序列去对比软件，你可以看看它们之间有没有不同，那么出来的报告是不是就刚刚那个报告?你可以看出来，或者我们也提到过可以用什么技术啊?核酸分子杂交技术，如果能够杂交上有杂交带，那么说明它们之间可能有某种联系，对不对?好，那么不管是哪种方法，你会发现有了待测金，我还必须要有什么要对比的呀?所以我还要，必须要有什么?要有正常基金。

　　说话人 1

　　好，那么正常基因序列我们如何来获得呢?好，这边老师简单给大家介绍一下，目前我们要获得生物的一个正常的核酸序列，我们主要可以去哪里呢?可以去三大数据库当中去获得，在这三个当中最常用的就是这个美国的金 bank 数据库。当你点进这个 GIN bank 的 ACBI 的官网之后，把你要找的这个 k 金输入进去，你就可以找到这个金相关的所有信息。