《基因工程》课堂观察课例Word文档格式.docx

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主要的解决策略是通过创设人工制备胰岛素的情境，激起学生的探究兴趣，采用模型方法，将微观操作宏观化，思维过程直观化，以便发散思维，暴露问题，调动学生口、手、脑等多个器官参与学习，在体验与讨论中达成学习目标。

4、教学设计

本节课的主要教学策略是创设情境和生物建模，将基因工程的基本操作步骤放在真实的情境中逐步展开，建构思维模型，形成知识网络。

具体教学环节如下：

（1）课前讨论。

第一个讨论的目的是引导学生利用自己的“前概念”尝试解决问题，使得后续的学习建立在前经验的基础上展开，同时创设一统领整堂课的学习情境，希望学生合作学习，得出通过基因工程和发酵工程生产胰岛素是最重要的一条途径。

第二个讨论的目的是希望学生能大致切分获得工程菌的阶段，最后师生共同归纳基因工程操作的四个步骤。

（2）获取目的基因。

先引用了一张基因表达的图片，让学生通过观察并结合基因表达的知识，直观地感悟到两种获取目的基因的两种方法；

然后要求学生阅读课本中的“直接分离法”和“人工合成法”，老师在黑板上画出这两种方法的图形；

再让学生对着黑板上的图形解释两种方法，并指出各自的特点，比较两种方法的应用范围。

（3）重组DNA。

创设DNA重组的情境，画出图形，采用如下问题链：

置于DNA连接酶溶液中的运载体和目的基因能形成哪些产物呢？

哪种产物是人们所要求的呢？

这些产物如何区分开呢？

目的基因与运载体的结合应该满足哪些条件呢？

师生交流讨论解决。

（4）导入目的基因。

利用环节3中的情境，以小组合作学习的方式讨论两个问题，如果在溶液中继续加入普通的大肠杆菌和CaCl2溶液，最终在溶液中存在哪些类型的细菌呢？

如何在混合菌液中筛选出人们所需的工程菌呢？

（5）目的基因的检测和表达。

创设问题链：

目的基因（胰岛素基因）进入受体细胞后，如果要表达出胰岛素，应该满足哪些条件呢？

要想大量获取目的基因的产物（胰岛素），后续的技术应该是什么？

基因产物（胰岛素）可以通过什么方法提取？

旧的培养基如何处理？

最终构建基因工程操作的知识网络。

本节课设计的创新之处：

（1）创设基于学生生活经验的情境，将基因工程操作的基本步骤设计成四个探究过程。

再将每个探究分解为若干个问题，形成逻辑关联的问题链，增加了知识构建过程的层次性、逻辑性、结构性，又能较好落实过程与方法的教学目标，能较好地反馈学情，及时地调整教学。

（2）采用生物建模的方法，将微观操作宏观化，抽象知识直观化，便于学生的理解。

（3）通过小组合作学习，让学生在动手、动口、动脑过程中生成知识，构建知识体系，提高学生在课堂中的参与率，生成活跃、民主、愉悦的课堂文化。

本节课设计的困惑之处：

（1）这节课学生主要采用小组合作的方式开展学习，对小组合作学习的指导关涉到这节课的成败。

但我对小组合作学习的指导，不论是经验还是理论都很不足。

何时介入小组学习？

怎样介入？

怎样才能收集到有效的教学信息？

感觉不好把握。

（2）按预期的设想，这节课的学习目标是在学生的自主探究中实现的。

而丰富多彩的探究活动，必然带来耗时较多的问题，如何有效地分配教学时间，使得学生既能充分探究，又能完成学习目标，感觉不好把握。

（3）因采用以学生为中心，学生的自主性大，必然会生成很多教学设计时不能预期的问题，针对学生的问题和错误，如何高效地引导，促进学生的全面发展，又能有效地聚焦核心问题，达成教学目标，感觉不好把握。

我希望大家观察我教学设计中的创新与困惑，为我下一步的改进提供帮助。

（二）张老师与观察者的交流

李德昌：

我对你创设情境并将基因工程的四个步骤设计成四个探究问题非常感兴趣，这对激发学生的学习兴趣是非常好的。

根据你设计的问题，可以看出要求学生具备很强的对知识的理解和运用能力。

你是如何铺设台阶，在循序渐进中让学生获得这些能力呢？

张英慧：

一是通过我的讲解，二是通过学生阅读课本，三是增加一些追问调控学情。

樊菊新：

你设计的问题及问题链都很有难度，学生在解决这些问题的过程中可能会产生较多的困难，一些问题还很有些跨度，所以学生可能会在课堂上生成很多问题。

我认为你指导学生解决这些困难和问题将是涉及教学目标是否达成的关键，对你在课堂教学中的随机应变能力有较高的要求，不知你的看法如何？

是的，这也是我担心的，我很希望你观察这个问题。

李晓奎：

张老师设计了很多探究活动，但学生通过讨论探究能得到的知识肯定是有限的。

课堂中教师的讲授是否有效，仍然是决定了学生学习效度的关键，而对刚参加工作的我来说，讲授是我必需掌握的一项教学技能，所以我选择观察讲授的有效性，借此机会向屠老师学习。

这节课虽然是以问题来引导学生学习，但讲授也蛮多的，我也担心是否讲着讲着又沿着灌输的老路走了，希望你观察我是不是能把讲授和探究结合起来。

张得秀：

这堂课是以问题驱动的，通过预设的四大核心问题来引导学生学习，这就必然会有大量的师生问答，你准备采用哪些提问方式呢？

你的提问方式与学生的理答方式又有很大的关联，你想让学生有哪些理答方式呢？

是的，这堂课是问题驱动的，我主要想采用个别提问，小组合作讨论后汇报等形式，我现在也不是想得很清楚，我自己也觉得提问不是掌握得很好，试试看吧。

（三）张老师与观察者讨论观察点

学生对知识、技能的理解和运用

课堂教学中教师对学生的错误的指导

教师对学生学习的指导

教师的讲解效度

王玉珍：

学生的应答方式

汪辉元：

教师的提问方式

张平如：

课堂教学时间的分配

三、课中观察：

上午第2节课

（一）观察位置的选择

李德昌老师分别观察“教师的提问方式”和“学生的应答方式”，需要合作观察，所以选择坐在一起观察，以便观察时能相互协调。

李德昌老师观察的分别是“学生对知识、技能的理解和运用”和“教师对学生学习的指导”，根据屠老师提供的学困生和学优生的分布图，特地选择了学困生和学优生相对集中的位置观察。

其他老师的观察维度主要是老师的教学，为减少对课堂教学和学习的影响，均选择在教室中学生座位背后就座，开展观察。

（二）观察过程

上课前。

观察者于上课前5分钟进入教室，与学生进行了短暂的交流，主要是翻阅了学生的课本和学案，了解他们的预习情况和学习笔记。

李德昌老师特地询问两位学困生和一位学优生对张老师的课堂感受，没有理解的知识怎么处理，有没有机会提问等情况。

上课中。

各位老师根据自己选择或开发的观察表进行记录，有数据的记录，也有根据自己的需要对师生对话、现象描述、教学细节、即时反思等的记录。

上课后。

汪辉元老师询问了四位学生的学习情况，其中两位是学困生、一位学优生，一位中等生，重点了解了四个探究步骤和基因工程整体的知识结构掌握情况，对情境教学和模型方法的感受。

四、课后会议：

上午第3、4节课

（一）张老师课后反思

张老师从三个方面进行了课后反思。

一是教学目标。

“说明直接分离法与人工合成法。

区别两种方法的异同”这一教学目标基本达成了，学生阅读课本上的相关内容时，考虑到时间关系，我在黑板上画出了这两种方法的流程图，然后要求学生从图形中区分两种方法，从学生的回答看，应该都掌握了这两种方法并能区别它们。

但“尝试画出直接分离法与人工分离法的图形”这一目标显然是没有实现，应该由学生做的事，我代做了。

“说明重组DNA的过程，尝试画出DNA重组的过程图”这个目标从学生的回答、板演和我的巡视来看，应该是达成了。

“列举目的基因导入受体细胞的方法”这一目标，由于没有来得及讲解植物细胞一些常用的导入方法，致使学生不能“列举”，教学目标还没有完全达成。

“举例说明目的基因的检测和表达，探讨DNA重组的方式与目的基因的检测和表达”这个目标，由于时间不够，讲解和讨论的时间不充分，达成情况不太理想，这点从学生的回答中我看出来了，总的来看，目标基本达成了。

二是主要教学行为。

我这节课设计的学生活动比较多，新课导入用的哪个讨论起到较好的作用，使学生的注意力一开始就被吸引到了课堂中来了，在积极的思考和讨论中开始了学习，也能较好结合以前学过的知识解决这一问题。

一次读图活动也较好落实了直接分离法与人工合成法两个概念，二次图画较好解决了“说明重组DNA的过程”这个问题。

利用课前设计的问题链也较好地引导了学生去学习知识，构建知识。

情境教学的效果不太好，可能是我课前的准备不充分造成的，特别是第四个探究情境做得不好，对学生的课本和图形的阅读指导得也不够，第2个探究和课前的讨论中，我的讲解时也不够精炼，耽误了一些时间。

三是教学预设与生成。

课前讨论和第1个探究的预设都达成了，学生也没有生成什么问题。

第2个探究中，学生提出“DNA重组的种类有9种”，并用数学中的排列组合知识推导一番。

我课前对这个没有想过，一时也不知怎么办好，只好避重就轻地谈了几句。

现在想想这应该是个好的教学资源，我却没有利用。

对探究2，我原以为很难，所以设计时，准备作重点讲解。

但从我观察的整体情况看，学生还是都做得不错，我却还是按照预先设计的程序继续教学，显然太僵化了。

如果这里能节约点时间，也不至于探究4显得那么仓促。

总的来看，学生生成的东西不多，教学步骤虽然设计成了一个讨论加四个探究，但教学过程还是按照我的预设来走的，这从课堂上学生自己提的问题的数量和质量就也可看出，说明我的教学给学生思维空间还不够。

（二）观察者简要报告观察结果

我观察的是“课堂教学中教师对学生的错误的指导”，从“学生的错误”、“教师对错误的反应”、“教师对错误的指导行为”这三个方面对这个问题进行了观察，观察结果如下（数据见课后会议分析报告）。

（1）学生的错误中，思考不全面类错误占33.3%，这说明问题的设计有一定的难度，同时也有效地暴露了学生的思维误区，生成了较好的教学资源。

未把握问题的指向类错误占33.3%，这一方面说明问题的设置应该更为明晰，问题链的创设应该更符合学生的思维发展水平（规律）；

另一方面也说明教师的课堂机智性需要提高。

知识性和表达性类错误占33.3%，这说明需要加强指导学生的预习，老师应注意培养学生规范表达的习惯和能力。

（2）教师对学生的回答问题时的态度中，接纳和赞许占了89%，这与整堂课老师所追求的民主、对话的课堂氛围是一致的，实际上，本堂课的探究氛围和效果也的确很好。

（3）教师应对学生错误的行为中，“鼓励、引导、换其他同学回答”占50%，这充分发挥了学生主体性，体现了老师作为学生学习的促进者、帮助者、指导者的角色定位，说明老师较好地把握了新课程的基本理念。

（4）在解决问题的过程中，大量采用小组讨论的形式和多人回答的方式，培养了学生的合作能力，体验了合作所带来的好处，但明显存在介入小组讨论迟，反馈学情不及时、不全面的情况，这也是导致老师在引导时针对性不够的重要原因。

我观察的是“教师对学生学习的指导”，从两个方面进行了观察。

一是“对学生识别理解图形的指导”。

我看到张老师对识图的目的要求很明确，但在引导学生理解图形上有较大的问题。

例如在引导学生说出“获取目的基因的途径方法”这个问题时，给学生的识图时间只有1分钟。

同时张老师也没有进行指导，我想这是导致学生对两种方法掌握得不好的原因。

二是“对学生阅读文字资料的指导”。

例如在指导学生完成“看看获取目的基因的方法”这个问题时，针对性不够。

学生在阅读时，张老师在黑板上画流程图，画完就开讲了，不知张老师是怎么知道学生看完了书？

加上阅读要求不明确，所以，后来出现了学生说不出两种方法，也说不出两种方法区别的现象。

我观察的是“教师的讲解效度”，从“讲解行为”和“讲解程度”两个方面进行了观察。

在讲解行为方面，“重复”占37.0%，“借助其他方式描述观点”占29.6%，“在整个讲解过程中给学生提问的机会”占18.5%，“用直白的语言描述观点”占14.8%，“借助例子描述观点说明”为0。

讲解程度上，始终能与学生保持眼光接触，语调也比较生动，逻辑性较强，但信息呈现速度较快。

总得来看，讲解得还是清楚明白的，学生易于接受，但重复较多，特别是探究3的无效重复浪费了不少时间。

而信息呈现速度过快也造成了学生思考时间不足。

如在探究4中，这种情况比较明显，两位学生都答不出你的问题可能与此有关。

我观察的是“教师的提问方式”，“学生的应答方式”。

我发现“提问后，学生齐答”的方式占56%左右，这说明学生的学习积极性还是蛮高的。

但从齐答的问题难度看，都不大，所以我想这对教学目标的达成是不是很有效呢？

“提问后，未叫举手者答”占26%，其中特意点了第二组第1排、第五组第3排、第七组第1排、第四组最后一排的四位学困生回答。

前两位是在回答“鸟枪法”和“人工合成法”两个概念，两位学生表现不好，张老师引导他们看书后回答出来了。

后两位回答“重组质粒有多少种”和“符合要求的质粒是哪种”，基本上答对了。

我认为张老师还是很关注学难生的学习的，但所问的问题难度都不大，我认为将一些有一定难度的问题问问他们，将能更好地掌握学生对教学目标的落实情况，以便达到面向全体学生的目的。

我观察的是“课堂教学时间的分配”，分两个方面进行了观察。

一是“教学内容的时间分配”。

本节课有四个教学环节，“课前讨论”12分钟占26%，“目的基因的提取”12分钟占26%，“目的基因与载体的结合”18分钟占39%，“目的基因的检测”4分钟占9%。

从中可以看，第二和第三个教学环节是本节的重点，时间得到了保障。

但新课导入花的时间过多，“探究三”浪费的时间体现在三次重复上，使得第四个教学环节时间不够。

二是“各种教学行为的时间分配”。

其中“教师讲解、师生回答”22分钟占47.8%，“学生讲解”12分钟占26.1%，“合作、伙伴学习”10分钟占21.8%，“学生自学”2分钟占4.3%。

这说明张老师充分发挥了学生的学习自主性，把52%的时间交给了学生，使学生在回答问题、独立思考、小组讨论、汇报讨论结果和参与评价等学习中得到较充足的时间保证，也为学生的主动参与和主动发展提供了大量机会，为实施“自主－合作－探究”式学习提供了时间保障.

整堂课，张老师都表现得有条有理，与学生的亲和力较强，较好地利用了该班学生思维非常活跃的这一特点。

创设了这么多问题，并以问题驱动学习是一种有效的策略。

针对这节课的特点，创设了情境，带领学生一起建立概念和过程模型，较好地解决了基因工程抽象不好理解的矛盾。

这种情境教学、问题驱动、生物建模等教学策略是我们组今后提高教学有效性的一个努力方向。

这节张老师花费了大量心血，在教学设计和课堂组织上比以前有了很大的进步。

相比以前她语言也简练了不少，是一大进步。

这节课，我观察的是“学生对知识、技能的理解和运用的情况”，从5个角度观察了这个问题，分别是“用自己的话去解释、表达所学的知识”、“基于这一知识作出推论和预测，从而解释相关的现象、解决有关的问题”、“运用这一知识解决变式问题”、“综合几方面的知识解决比较复杂的问题”、“将所学的知识迁移到实际问题中去”，频次分别为2、7、2、2、1，可见张老师让学生理解和运用知识和技能的方法主要是基于“推论”、“预测”、“解释”、“解决”。

这是一节新课，认知要求一下拔得这么高，对学生的理解造成了较大的困难。

这在探究4表现得特别明显，学生都说不出来的原因也在这里。

而在探究2和3时，由于关注了学生用自己的话去“解释”、“表达”所学的知识，则明显可以看学生的学习效果非常好，包括七位学难生在这两个探究活动时也表现得非常投入，并取得了较好的学习效果。

按照这五个层次去组织教学，能较好地帮助学生构建知识，理解知识、运用知识。

还有一个问题是，这节课上完后，学生对基因工程的知识还未完全建立起来，四个探究结束后没有总结归纳。

我想在学生头脑中的知识仍然是比较散的，这不利于对知识的记忆、理解和迁移。

（三）本次观察形成的结论

经过张英慧老师与全体观课老师的交流，全体老师达成了如下共识。

（1）这节课通过创设问题情境来引领学生思考，通过情境中的问题链引导学生学习，并逐步帮助学生形成知识体系，收到了很好的效果，情境教学策略非常适合这种课型。

（2）这节课通过建立概念模型、过程模型，有效地将微观的抽象的过程和概念直观化了，对学生理解概念、原理、基因工程的操作过程帮助很大，收到了比以往更好的教学效果。

张教师有条不紊的风格和较强的亲和力也是取得教学成功原因之一。

（3）探究1、2、3结束时，要进行必要的总结，并应有一段时间留给学生提问，使他们还未理解的内容有解决的机会。

特别是要给学困生这种机会，帮助他们树立学习的信心，使他们能有更多的兴趣参与到课堂中来。

（4）探究1、2、3、4的问题设置应再细化，给学生设好支架，不要一步到位，应做到题意明确可读性强便于学生思考。

问题提出后，要给学生足够的思考时间，不要立即自答或点学生回答，减少不必要的重复，并增加追问这种提问方式。

（5）课前讨论环节的时间缩短到8分钟；

将探究1中的两个概念图先让学生看书并画出来，这个过程中应该让学生多动手和动口，老师主要是起指导和主持评价的作用；

探究4结束后可设计一个概念图，师生共同构建，让学生形成基因工程的知识体系。

五、附件

基因工程的基本操作程序的教学设计

教学过程

教学内容

教学手段和方法

预期目标

1、复习“基因工程”的概念：

“基因工程是指按照人们的意愿进行严格的设计，通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品”引入新课教学。

2、目的基因获取

⑴从基因文库中获取目的基因

⑵利用PCR技术扩增目的基因

⑶直接人工合成

2、基因表达载体的构建

3、将目的基因导入受体细胞

⑴将目的基因导入植物细胞

⑵将目的基因导入动物细胞

⑶将目的基因导入微生物细胞

4、目的基因的检测和鉴定

⑴检测转基因生物染色体的DNA上是否插入了目的基因。

⑵检测目的基因是否转录出了mRNA

⑶检测目的基因是否翻译成蛋白质。

⑷个体生物学水平的鉴定。

5、尝试设计某一转基因生物的研制过程。

师：

通过分析图1-6我们知道基因工程的基本操作程序包括目的基因获取、基因表达载体的构建、将目的基因导入受体、目的基因检测与鉴定。

基因工程概念中的“更符合人们需要”的那个基因就是目的基因了，只有有了目的基因，我们才能赋予一种生物以另一种生物的遗传特性，所以基因工程的基本操作的第一个环节就是目的基因的获取。

到底什么是目的基因呢？

目的基因主要是指编码蛋白质的结构基因，如抗虫基因，抗旱基因。

怎样才能获得这些目的基因呢？

获取目的基因的方法有哪些呢？

学生阅读书本讨论，师生归纳：

（一）可从基因文库中获取目的基因。

通过讨论分析我们已知什么是基因文库了，那么基因文库和基因组文库有什么区别呢？

可结合P10生物技术资料卡讨论分析。

生：

若一个基因文库中包含了一种生物所有的基因，那么这种基因文库就叫做基因组文库，若只包含了一种生物的一部分基因就叫做部分基因文库。

怎样从基因文库中得到我们所要的目的基因呢？

师、生：

可根据目的基因的有关信息来获取目的基因，如根据基因的核苷酸序列，基因在染色体上的位置等特性来获取目的基因。

除了从基因文库中获取目的基因，还可以利用PCR技术扩增目的基因。

PCR是聚合酶链式反应的缩写，是一项在生物体外复制特定DNA片段的核酸合成技术。

同学们要认真观察多媒体演示过程并结合书本，学会描述扩增的过程以及PCR的原理。

目的基因DNA受热（加热至90—950C）变性后解链为单链，然后在DNA聚合酶作用下延伸，如此重复循环。

PCR的原理是什么呢？

利用DNA双链复制的原理，将基因的核苷酸序列不断加以复制，使其数量呈指数方式增长。

PCR扩增过程所需前提的条件是什么？

（教学过程中可先引导学生复习DNA复制的过程）

生归纳：

需要引物和已知的一段目的基因的核苷酸序列。

师生共同归纳：

PCR技术扩增目的基因过程：

目的基因DNA加热至90—950C变性形成单链DNA——温度降低至55—600C引物与互补DNA链结合——适当升温至70—750C，在DNA聚合酶作用下从引物起始进行互补链的合成。

若基因比较小，核苷酸序列又已知，可通过DNA合成仪用化学方法直接人工合成。

作为基因工程表达载体，只需含目的基因就可以完成任务吗？

为什么要有“表达载体”的构建这一步骤？

可使目的基因在受体细胞中稳定存在，并且可以遗传给下一代，同时使目的基因能够表达和发挥作用。

一个基因表达载体有哪些结构组成的呢？

基因表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子以及标记基因等。

什么是启动子、终止子？

它们的作用是什么呢？

启动子是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的首端，它是RNA聚合酶识别和结合的部位，有了它才能驱动基因，转录出mRNA最终获得所需要的蛋白质。

终止子也是一段有特殊结构的DNA片段，位于基因的尾端。

标记基因的作用是什么呢？

鉴别受体细胞中是否含有目的基因从而把含目的基因细胞筛选出来。

基因表达载体构建完成后，如何将目的基因导入受体细胞呢？

根据受体细胞的不同，导入的方法也有所不同，将目的基因导入植物细胞采用最多的方法是农杆菌转化法。

下面以农杆菌转化法为例。

农杆菌有什么样的特点，使其可以帮助目的基因进入受体细胞的呢？

生讨论归纳：

农杆菌能在自然条件下感染双子叶植物和裸子植物，当植物受到损伤时，伤口处的细胞会分泌大量的酚类化合物，吸引农杆菌移向细胞。

这时农杆菌中的Ti质粒上的T-DNA可转移至受体细胞，并整合到受体细胞的染色体的DNA上。

根据农杆菌的这个特点，请同学们结合多媒体或挂图，尝试着描述农杆菌转化法的导入过程。

师生共同归纳农杆菌转化的过程：

目的基因插入Ti质粒的T-DNA，构建基因表达载

转入导入

体农杆菌

植物细胞稳定维持和表达。

除了上述方法，将目的基因导入受体细胞的方法还有基因枪法和花粉管通道法。

若受体细胞是动物细胞，目的基因如何导入呢？