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1、“基因工程概述基因工程概述”一节建构性教学案例一节建构性教学案例杜伟杜伟 邳州市第二中学邳州市第二中学摘要:采用建构主义教学理论,结合基因工程药物胰岛素的生产过程创设学习情 境进行教学。在教学中充分发挥学生的主观能动性,让学生主动地参与到教学的 全过程，教师适当的点拔,形成一个师生互动的教学氛围, 引导学生在原有知识 的基础上建构“基因工程概述”一节知识体系 ,取得了良好的教学效果。 关键词: 建构主义 胰岛素生产 学习情境 基因工程概述 “基因工程概述”是苏教版高中生物选修 31第一章第一节内容，是生物新 课程中最具有挑战性的内容，也是近年高考考查的重点、热点、难点。本节涉 及的基础知识多，
2、技术难度大。教师该如何有效地开展教学活动,达到课程标准 要求呢?我开了“基因工程概述”研讨课,课后大家一致认为这节课结合生产实 践创设学习情境，成功的引导学生建构知识体系,取得了良好的教学效果。我根 据教学设计,课堂实况及课后反思讨论情况,进行一些思考和整理,写成这篇案例 研究,与同行们探讨。 1 设计说明本节是必修 2 基因重组的延续篇,学生已经具有基因工程方面的一些相关知 识，教学中利用计算机辅助教学，结合基因工程药物胰岛素的生产过程来进行 制作相应的多媒体课件，将抽象静止的过程变为动态直观的过程，让学生们心 驰神往地投入到本节课的学习中来，通过建构获取知识，为以后“基因工程应 用”和“蛋
3、白质工程”两节的学习打下基础。 2 课堂实录 2 1 情境导入 多媒体展示：一般临床上给病人注射用的胰岛素主要从猪、牛 等家畜的胰腺中提取，每 100kg 胰腺只能提取出 45g 胰岛素。用这种方法生 产的胰岛素产量低，价格昂贵，远远不能满足社会的需要。学生思考：胰岛素是如何产生的？教师总结：胰岛 B 细胞中胰岛素基因特异性表达产生胰岛素。但是人类能不能改造基因呢？能不能使本身没有某个性状的生物具有某个特 定性状呢？如，让微生物生产出人的胰岛素。这样既节省了人力，又简化了生 产，同时还不会对环境造成污染。回答是可以的。通过科学家们的不断努力， 在 20 世纪 70 年代终于创立了一种能定向改造
4、生物的新技术基因工程。现在 通过基因工程生产的胰岛素已经投入临床使用。根据具体实例提出假设，引导学生思考，激发学生求知、探究的欲望，同时 引出本节课题：基因工程概述。 2 2 精彩细节教师活动学生活动教学评价及改进一 基 因 工 程 的 概 念多媒体展示转基因生物图片，创 设学习情境，引导学生思考基因 工程的概念。 引导学生完成下表 基因工程的 别名 操作环境 操作对象 操作水平 基本过程 结果阅读教材理解基因 工程概念。提问的方式指导 学生找出概念中 的关键词语，获 得知识，便于记 忆。二 11 、 限 制 性 内 切 酶动画展示胰岛素生产过程中 限制性内切酶切割胰岛素基因和 质粒产生黏性末
5、端的过程。 点拨 1：限制性内切酶作用。 点拨 2：粘性末端概念。如何把两种不同的 DNA 分子粘 合成一个 DNA 分子？分发写有核苷酸序列的纸片 （绿色制片代表目的基因、红色 代表质粒） ，二人一组，模拟剪 切和拼接的过程。思考：动画中限制 性内切酶的作用位 点是哪里？模拟剪切和拼接的 过程。观察切口处 有没有连接。学生带着问题观 看动画，进讨论， 思考，获得知识。改进：动画展示 应再慢一些，关 键的步骤应提醒 学生观察。 通过模拟实验， 让加深学生对粘 性末端的理解， 同时提出问题， 引出 DNA 连接酶。2 、 DN A 连 接 酶提问：不同生物的 DNA 分子 可以成功连接的结构基础
6、是什么？多媒体动画演示胰岛素基因 与质粒的连接过程。学生思考在教师的指导下归 纳出：连接的部位： 磷酸二酯键（梯子 的扶手） ，不是氢键 （梯子的踏板） 。多媒体动画演示 连接酶的连接部 位，利用形象的 比喻使学生更容 易接受和理解。 教师仅仅起到指 导者的作用，充 分发挥学生的主 观能动性。3 、 运 载 体多媒体演示基因工程生产胰岛素 过程。 点拨 3：运载体的作用。 提问：作为运载体必须具备哪些 条件？ 再问：常用的运载体有哪些种类？进一步提问：为什么大肠杆菌的 质粒是最常用的运载体？ 点拨 4：运载体应具备条件，质 粒的特点。根据多媒体演示讨 论运载体的作用学生看书后回答根据质粒的特点
7、理 解其常用作运载体 的原因通过一连串的问 题层层引导，让 学生自己看书， 建构运载体的相 关知识。培养学 生快速阅读，并 及时截取信息的 能力。改进：教师的点 拨有些罗嗦，应 简洁一针见血。三 1 、 目 的 基 因 获 取学生回答后教师纠正。 点拨 5 目的基因概念及获取方 法。 在胰岛素的生产中,胰岛素基因 即为目的基因。阅读教材完成讲义 上目的基因及其获 取方面的填空题。目的基因获取需 要记忆的的知识 点较多，而需理 解的较少，采用 复习课的知识梳 理模式教学，让 学生自学建构相 关知识，教师点 拨。2 、 目 的 基 因 与 运 载 体 结 合动画演示同种限制性酶切割胰岛 素基因和质
8、粒形成相同的黏性末 端，再用 DNA 连接酶连接黏性末 端，形成重组 DNA 分子。追问：在实际操作过程，得到的 DNA 一定是重组 DNA 吗？为什么 还要筛选重组 DNA？ 点拨 6 相同粘性末端结合时的 随机性，可能的形成三种 DNA 分 子。组织学生讨论：如 何将目的基因与运 载体结合？学生分小组讨论学生动手拼接胰岛 素基因与运载体的 三种连接方式。结合胰岛素的生 产教学激发了学 生的学习兴趣,让 学生通过讨论、 思考建构新知识。改进：有的小组 部分同学不参与 讨论，应培养学 生的交流能力。3 教学评价与反思 3 1 建构主义者认为：学习是知识的建构过程,是学生主动地建构内部心理表征
9、的过程。不是由教师把知识简单地传递给学生, 而需要学生自己建构才能获得 知识。教师的基本任务是为学生创造最适宜的学习条件2，本节课的教学也体 现了以上思想，教师引导学生自己获取知识，在教学中体现“教师为主导，学生 为主体”的教学思想。取得了良好的效果。 3 2 结合胰岛素的生产创设学习情境，激发了学生的学习兴趣,课堂气氛活跃, 学生从探究活动中发现问题,通过观察、实验、讨论、交流，主动建构新知识, 充分体现学生的主体地位。实现知识、能力、情感态度与价值观三维目标的和 谐统一。教师不再是知识的传授者与灌输者,而是意义建构的帮助者、促进者, 是学生学习的辅导者、学习环境的设计者,是学生学习过程的理
10、解者和学生学习的合作者。 3 3 动画演示胰岛素生产过程中限制内切酶对 DNA 的切割和 DNA 连接酶连接黏 性末端，学生对工具酶形成正确认识。很好地解决了教学中的重点和难点问题。3 4 注重基础知识，基因工程虽然属于生物科技前沿的内容，但高中阶段的教 学不是培养专家，不能挖掘的过深，否则会使学生认为“基因工程难学”而产 生“危乎高哉”的想法，望而却步。教学中应该全面提高学生的科学素养，着 力点瞄准对学生的发展起根本作用的知识、能力、思想情感上。如果一味追求 知识的深和透，就会本末倒置，影响学生的全面发展。 3 5 教学实施过程中也发现了存在的问题和一些应改进的地方,如利用现代化的 多媒体教学手段是教学改革的趋势,但所有授课的内容都通过多媒体来呈现,由 于画面更换速度快,学生基本不能做笔记,一堂课结束,学生根本没有掌握知识点。 所以本节课应借助板书进行师生互动,让学生边听边记笔记,建构知识骨架,提高 教学效率。 主要参考文献 1汪忠.生物选修 3 现代生物科技专题M.南京:江苏教育出版社. 2006.8-16. 2顾永安. 建构主义学习理论述评与教育启示J. 常熟高专学报,2004(6).5-7,25.
