基于“教學評”一體化的課時設(shè)計
——以《基因指導蛋白質(zhì)的合成（第1課時）》為例

山西省晉中市太谷區(qū)第二中學校 武興翠

一、課標理解下的教材分析

本節(jié)教材涉及大概念3、重要概念3.1以及次位概念3.1.4。根據(jù)大單元教學的安排，概念“概述DNA分子上的遺傳信息是通過RNA指導蛋白質(zhì)的合成”需要分兩課時完成，本節(jié)完成第一部分“遺傳信息的轉(zhuǎn)錄”。教材第三章講解了基因的本質(zhì)、DNA上儲存的遺傳信息、基因通常是有遺傳效應(yīng)的DNA片段等，但是基因到底是如何作用的，學生對此并不了解。按照學生的認知邏輯，第四章就從遺傳信息傳遞和表達的角度探討基因是如何控制生物的性狀，使學生進一步形成“遺傳信息控制生物性狀，并代代相傳”的核心概念，從而更加深入地理解遺傳的本質(zhì)，認同生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體。

二、學情分析

本節(jié)課通過真實情境任務(wù)驅(qū)動激發(fā)學生學習本章以及本節(jié)內(nèi)容的興趣，提供相關(guān)的資料并聯(lián)系學生已有的知識逐步分解并回答相關(guān)的問題。經(jīng)過高中半年多的學習，學生具備了一定的閱讀思考、對比分析、歸納與概括以及解決問題的能力，可以嘗試設(shè)計簡單的驗證實驗等，但是對比較抽象的學習內(nèi)容仍然會有一定的疑惑，教師需要在學習過程中不斷加以引導并適當設(shè)置任務(wù)驅(qū)動，培養(yǎng)生物學學科核心素養(yǎng)。

三、教學目標

1.通過分析比較DNA與RNA的異同，理解RNA的結(jié)構(gòu)，分析歸納RNA適于作DNA信使的條件，進一步認同結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念。（生命觀念、科學思維）

2.通過觀察教材中的圖文資料，概述遺傳信息的轉(zhuǎn)錄過程，能區(qū)別轉(zhuǎn)錄與復制過程的異同，初步形成生命是物質(zhì)、能量和信息的統(tǒng)一體的生命觀念。（生命觀念、科學思維、科學探究）

3.通過在解決真實情境問題中思考、分析、設(shè)計實驗等，體會科學探究的基本思路和方法，關(guān)注胰島素的大規(guī)模生產(chǎn)等生物科學技術(shù)在生活中的應(yīng)用。（科學思維、科學探究、社會責任）

四、教學思路

蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者，而基因控制蛋白質(zhì)合成的過程就是基因的表達，主要包括轉(zhuǎn)錄和翻譯兩個階段。本節(jié)課的任務(wù)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄。結(jié)合前面所學知識和課標要求，為完成這個任務(wù)，并幫助學生更好地將所學知識融會貫通，筆者又將這部分內(nèi)容分為三個子任務(wù)。任務(wù)1是分析DNA和蛋白質(zhì)之間的信使物質(zhì)是什么；任務(wù)2是探討DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的；任務(wù)3是在所學內(nèi)容的基礎(chǔ)上比較DNA復制與轉(zhuǎn)錄的異同，進一步理解復制和轉(zhuǎn)錄的過程，明確這兩個過程中遺傳信息的傳遞情況?？紤]到本節(jié)內(nèi)容雖然簡單但很抽象，安排了轉(zhuǎn)錄過程的視頻播放和學生演示等活動。每個教學任務(wù)都結(jié)合學生實際表現(xiàn)進行對應(yīng)的過程性評價，根據(jù)學生實際隨時調(diào)整課堂節(jié)奏并進行引導，以達成教學目標。

五、達成評價

1.基于基因的分布和蛋白質(zhì)合成場所的不同，思考和分析作為DNA信使的條件，通過觀察、比較，歸納RNA適于作DNA信使的條件，并能設(shè)計簡單的實驗思路進行驗證。

2.從課本圖示中找出DNA、mRNA、核糖核苷酸、RNA聚合酶等相關(guān)物質(zhì)，通過圖文結(jié)合及視頻觀看說出圖中各物質(zhì)的作用，用所給教具分步演示轉(zhuǎn)錄的過程，并能基于所學知識解決實際問題。

3.從場所、模板、原料、能量、酶、堿基互補配對方式等方面區(qū)別轉(zhuǎn)錄與復制過程的異同，同伴交流、相互修正。

六、教學過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境

【教師活動】糖尿病是一種嚴重危害健康的常見病，主要表現(xiàn)為高血糖和尿糖，可導致多種器官功能損害。胰島素是由胰島素基因控制合成的蛋白質(zhì)，是治療糖尿病的特效藥。以往臨床上給病人注射用的胰島素，主要從豬、牛等家畜的胰腺中提取，每100 kg胰腺只能提取4～5 g胰島素，用這種方法生產(chǎn)的胰島素產(chǎn)量低、價格昂貴，遠遠不能滿足需求。有人提出“可以將控制胰島素合成的基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌內(nèi)，從大腸桿菌中提取更多的胰島素，降低成本。”

任務(wù)：通過本部分內(nèi)容的學習，論證其方案是否可行。

教師：導入的是基因，得到的卻是蛋白質(zhì)！原來，基因可以控制蛋白質(zhì)的合成，這個過程就是基因的表達。

【學生活動】觀看PPT，通過真實情境的創(chuàng)設(shè)，聯(lián)系所學知識尋找解決問題的思路，明確通過學習之后需要完成的任務(wù)。

【設(shè)計意圖】任務(wù)驅(qū)動，創(chuàng)設(shè)真實情境，引導學生學以致用，并帶著問題進入本章內(nèi)容的學習。

（二）分析DNA和蛋白質(zhì)之間的信使物質(zhì)

【教師活動】引導學生分解問題，并依次回答。

回憶：基因是什么？它在細胞中的位置是哪里？蛋白質(zhì)合成的場所又在哪里？

【PPT呈現(xiàn)】資料1：科學家發(fā)現(xiàn)細胞質(zhì)溶膠中沒有檢測到DNA。資料2：細胞核的核孔通道直徑為9 nm，核糖體為圓形顆粒狀，直徑約為23 nm。

提出問題：DNA的分布和蛋白質(zhì)的合成場所不同，遺傳信息是如何傳遞的？

什么樣的物質(zhì)可以充當信使，充當信使的物質(zhì)需要滿足什么條件？

【學生活動】閱讀章題圖結(jié)合所學知識跟隨教師節(jié)奏思考、回答問題。提出遺傳信息傳遞的三種方案：DNA從細胞核中出來；核糖體進入細胞核；借助于其他物質(zhì)傳遞等。根據(jù)所學知識及資料內(nèi)容分析最終得出：在DNA和蛋白質(zhì)之間，有一種中間物質(zhì)充當信使。

學生思考、分析并回答：充當信使的物質(zhì)需要滿足的條件：可以攜帶遺傳信息；能穿過核孔從細胞核到達細胞質(zhì)等。

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學生獲取信息、分析問題、解決問題的能力。

【達成評價】

合格：能說出基因在細胞中的位置和蛋白質(zhì)合成的場所，能說出作為信使需要具備的一些條件。

優(yōu)秀：能基于基因在細胞中的位置和蛋白質(zhì)合成場所的不同，結(jié)合所給資料分析充當信使需要具備的條件。

【教師活動】

提出問題：RNA為什么適于作DNA的信使？

展示RNA的化學組成及結(jié)構(gòu)，引導學生比較DNA與RNA的聯(lián)系和區(qū)別，分析歸納RNA適于作DNA信使的條件。

【學生活動】通過觀察分析歸納RNA適于作DNA信使的條件：①RNA也是由基本單位——核苷酸連接而成的（具備攜帶遺傳信息的可能）；②可遵循“堿基互補配對原則”（具備準確傳遞遺傳信息的可能）；③RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能通過核孔，從細胞核轉(zhuǎn)移到細胞質(zhì)中。

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學生獲取信息、歸納概括的能力。

【達成評價】

合格：通過觀察DNA與RNA的圖片資料能從一或兩個角度分析RNA適于作DNA信使的條件。

優(yōu)秀：通過觀察DNA與RNA的圖片資料能從基本單位、堿基排列順序以及大小等方面準確分析RNA適于作DNA信使的條件。

【教師活動】

提出問題：能否結(jié)合前面所學知識設(shè)計簡單的實驗驗證該信使物質(zhì)就是RNA？（說出簡單思路即可）。

【學生活動】思考、交流、回答。

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學生設(shè)計實驗以及對實驗結(jié)果的交流與討論的能力。

【達成評價】

合格：能想到減法原理或同位素標記法中的一種。

優(yōu)秀：結(jié)合前面所學知識能想到減法原理和放射性同位素標記法并分析思路。

（三）探討DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA

【教師活動】概述基因指導蛋白質(zhì)合成的基本過程：DNA→RNA→蛋白質(zhì)，即轉(zhuǎn)錄和翻譯，明確本節(jié)課任務(wù)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄。

指導學生閱讀教材第65頁圖4-4，說出從圖中看到了哪些物質(zhì)或結(jié)構(gòu)。

【學生活動】閱讀教材內(nèi)容，觀察圖示，說出通過圖文閱讀得到的信息。

【教師活動】播放視頻，要求學生結(jié)合課本內(nèi)容整理完成下列任務(wù)。

①分步簡要概述轉(zhuǎn)錄的主要過程，并嘗試用所給材料完整模擬轉(zhuǎn)錄的過程（注意各物質(zhì)在轉(zhuǎn)錄過程中的作用）。

②分析上述mRNA的堿基序列與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同？

③學習轉(zhuǎn)錄的過程要注意什么？

④構(gòu)建轉(zhuǎn)錄的概念。

指出轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物是RNA，不僅有mRNA，還包括tRNA和rRNA等。

【學生活動】通過觀看視頻及閱讀教材，整理回答有關(guān)轉(zhuǎn)錄的知識，概述并模擬轉(zhuǎn)錄的基本過程，得出轉(zhuǎn)錄的概念，分析比較轉(zhuǎn)錄出的RNA的堿基序列與DNA兩條單鏈的堿基序列的異同。

宮頸鱗癌的侵襲和轉(zhuǎn)移是引起腫瘤復發(fā)和患者死亡的重要原因,而微血管、淋巴管的生成是宮頸鱗癌發(fā)展的重要步驟。本研究中,宮頸鱗癌組織標本PTTG、VEGF-C、VEGFR-3陽性率及LMVD顯著高于宮頸慢性炎組織標本,可見上述指標與宮頸鱗癌的發(fā)生、進展有一定聯(lián)系。PTTG作為一種新發(fā)現(xiàn)的腫瘤標記物,在體內(nèi)、外均有較強的引起細胞惡性轉(zhuǎn)化的作用。本研究發(fā)現(xiàn)有淋巴轉(zhuǎn)移的宮頸鱗癌中PTTG、VEGF-C、VEGFR-3表達陽性率及LMVD高于無淋巴轉(zhuǎn)移的宮頸鱗癌,且各指標間均呈顯著正相關(guān),提示上述指標可作為評估宮頸鱗癌遠處轉(zhuǎn)移能力的指標,并可為宮頸鱗癌抗腫瘤淋巴管生成治療和患者預后評估提供參考。

【設(shè)計意圖】培養(yǎng)學生的識圖能力、獲取信息的能力、歸納概括以及構(gòu)建物理模型的能力等；在學生的活動中完成轉(zhuǎn)錄過程的知識點滲透，承上啟下，為翻譯知識的學習做鋪墊。

【達成評價】

合格：能從課本圖示及視頻中找到與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的模板、原料和酶等，并能分步演示轉(zhuǎn)錄的過程，指出所得mRNA與DNA堿基的異同，通過小組合作構(gòu)建出轉(zhuǎn)錄的概念。

優(yōu)秀：能獨立從課本圖示及視頻中找到與轉(zhuǎn)錄有關(guān)的模板原料和酶等，并能流暢演示轉(zhuǎn)錄的過程，分析所得mRNA的堿基序列與DNA兩條單鏈的堿基序列各有哪些異同并自主構(gòu)建出轉(zhuǎn)錄的概念。

（四）當堂檢測

【PPT呈現(xiàn)】

檢測1：下列哪一種表述與轉(zhuǎn)錄的過程不相符？（ ）

A.以DNA分子的兩條鏈為模板

C.需要解旋酶將DNA分子的雙鏈打開

D.經(jīng)轉(zhuǎn)錄形成的mRNA，與模板鏈的堿基組成是相同的

E.遵循堿基互補配對原則

F.原料是4種游離的脫氧核苷酸

檢測2：下圖表示某真核生物細胞內(nèi)DNA的轉(zhuǎn)錄過程，請根據(jù)圖分析回答下列問題：

（1）圖中DNA的轉(zhuǎn)錄方向為____（用“→”或“←”表示）。

（2）a為啟動上述過程必需的有機物，其名稱是________，作用是________。

（3）b和c的名稱分別是________、_______。

（4）此過程中的堿基配對方式為________。

【學生活動】辨析檢測1相關(guān)概念，并修正不符合轉(zhuǎn)錄過程的表述；運用所學知識完成檢測2填寫并交流。

【設(shè)計意圖】檢測學生對轉(zhuǎn)錄概念的理解，并嘗試解決具體問題。

【達成評價】

合格：準確作答檢測1，但不能完全修正不符合內(nèi)容，檢測2 RNA聚合酶的作用表述不全面，其他內(nèi)容回答準確。

優(yōu)秀：能根據(jù)所學知識準確作答，并能針對不符合轉(zhuǎn)錄過程的知識進行修正。

（五）比較轉(zhuǎn)錄與DNA復制過程的異同

【教師活動】設(shè)計問題，組織討論：轉(zhuǎn)錄與DNA的復制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準確轉(zhuǎn)錄有什么意義？

【學生活動】設(shè)計并完成表格內(nèi)容的填寫、交流、修正，并討論。

【設(shè)計意圖】引導學生運用比較、分析與綜合的方法進行歸納總結(jié)。

【達成評價】

合格：從場所、模板、原料、能量、酶、堿基互補配對方式等方面區(qū)別轉(zhuǎn)錄與復制過程。

優(yōu)秀：能全面歸納轉(zhuǎn)錄與DNA復制的異同，說出堿基互補配對的意義。

（六）小結(jié)

本節(jié)課通過學習了轉(zhuǎn)錄的相關(guān)知識，了解了轉(zhuǎn)錄的模板、原料、能量、酶等知識，并與復制過程進行比較。通過學習，明確了如果能得到胰島素的DNA分子，通過轉(zhuǎn)錄就可以得到胰島素分子對應(yīng)的mRNA，那么該mRNA又是如何編碼胰島素分子的呢？看來要想完成任務(wù)我們還得在下節(jié)課中繼續(xù)學習。

（七）布置作業(yè)

1.獨立完成：假如——ATGCACTGGCGTTGCTGTCC TGAATCCTAA——為胰島素分子DNA鏈的一部分，請寫出它的互補鏈以及由其互補鏈作為模板轉(zhuǎn)錄出的mRNA的堿基序列。

2.預習翻譯內(nèi)容，并分析由上述所得mRNA如何編碼胰島素？

【設(shè)計意圖】課后鞏固并有承上啟下的作用，讓學生所學知識具有連續(xù)性，促進對下節(jié)課內(nèi)容的思考和學習。

七、教學反思

好的教學應(yīng)該是教、學、評一體化的教學。本節(jié)課通過創(chuàng)設(shè)真實情境任務(wù)激發(fā)學生學習興趣，每個任務(wù)結(jié)合學生活動的實際情況都有對應(yīng)的達成評價，學習目標的達成也就有了明確的評判標準。教學過程整體較為流暢，學生學習氣氛好，但由于涉及學生演示活動，時間稍顯緊張。對教學評一體化的課時教學的實踐筆者也還在努力中，具體操作過程中也有許多細節(jié)問題有待探討和研究。通過本次同課異構(gòu)活動觀摩學習，結(jié)合自己的感悟摸索，筆者對如何在生物學課程的教學中逐漸培養(yǎng)學生的價值觀、必備品格與關(guān)鍵能力以及如何更好地滲透生物學學科核心素養(yǎng)也有了更加明晰的方向。