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1、胚胎工程的应用及前景教 学 设 计天津市第五中学刘勇健教 学 设 计胚胎工程的应用及前景 天津市第五中学 刘勇健一、设计理念现代教学理念注重学生的主体作用，重视以学习者为中心，着重培养学生的科学态度和素养.本节课我创设冲突的真实的学习情境，通过设疑和自主阅读的环节培养学生自主学习的能力。二、教材分析1、 教学目标知识与技能：说出胚胎移植的基本程序和生理学基础；举例说出胚胎分割的应用；列举胚胎干细胞的应用。过程与方法：通过基于文本的阅读理解和基于图片视频的观察、分析、讨论，培养学生获取信息的能力。情感态度与价值观：认同胚胎工程的地位和应用价值；关注胚胎工程的研究进展；激发学生对生物科学学习的热情
2、。2、教学重点：胚胎移植的程序和胚胎移植的生理学基础3、教学难点：胚胎移植的生理学基础4、授课对象：高三学生5、课时安排：1课时三、设计思路本节教材集中讲述了胚胎移植、胚胎分割、胚胎干细胞培养这三种胚胎工程技术。“胚胎移植”一词在前面几个专题都曾涉及，转基因动物、克隆动物、试管动物都得通过胚胎移植才能获得。教材中讲述的胚胎工程技术虽然多以家畜为例，但是一旦应用于人类，则会发生伦理方面的争议，所以本专题与“生物技术的安全性和伦理问题”专题有着密切的联系。教材的编写起到了承上启下的过渡作用，使得选修的四个专题成为整体。本节之前，学生已经学习了试管动物的基本流程，却不了解收官环节的程序，加之许多同学
3、认为胚胎移植回收免疫排斥影响，所以把胚胎移植程序和生理学基础确定为本节的重难点。为突破重难点，我依据建构主义理论，通过“创设情境合作探究意义构建”，以自主学习、图片排序等形式，使新知识有效地整合进学生原有的知识网络中去。在教学思路上，本节以学案导学和大量的图片、视频资料为辅助手段，以牛的应用为背景，以通过分析讨论、回顾旧知、体会胚胎工程技术在生产生活中应用价值、展望应用前景为主线，三种技术采用不同手段培养学生获取信息的能力。四、课前准备对于本节课，课前准备是十分重要的环节。教师要在课前，为学生搜集和准备各种相关的图片和视频资料，并且根据自主阅读内容提前设置导读的问题和反馈的练习。五、教学实施程
4、序教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图情景导入（胚胎移植的现状）1.教师以“今天你喝牛奶了吗？你喝的是国产牛奶还是进口牛奶？”联系生活创设情境导入新课。2.展示全球牛奶产量排行榜（图1）和2019年中美两国奶牛养殖数和牛奶产量的对比表格（表1），按均值计算，一头美国奶牛的年产奶量是中国的3.3倍。3.给出文献资料科技日报中发人深省的思考“为什么美国奶牛比中奶牛产奶多三倍”（图2），对学生进行提问，并简单阐述报纸的两个观点。4.针对这两个观点让学生思考和回答改善措施，对学生的答案进行汇总和点评，如“克隆和转基因牛，这两种技术复杂，后代成活率低”，针对学生回答的“购买国外良种奶牛”的办法，教师
5、抛出背景资料。5.给出我国技术人员的解决办法“购买冷冻胚胎进行移植”（图3）。1.学生观看图片联系生活回答问题。2.学生观察、了解我国产奶量位居世界第三，仅2019年，我国的奶牛养殖数远超美国，但牛奶产量却不足美国的一半。3.学生思考并回答问题，了解我国奶牛产奶量低的原因，即“我国奶牛品性差，生产性能低和奶牛的孕育周期长而且都是单胎，繁殖性能低”，体会我国亟待解决是“提高良种奶牛繁殖效率”的问题。4.学生回答改善措施，如“克隆国内优良奶牛；转入优良性状基因的转基因牛；购买国外良种奶牛”等。了解克隆和转基因技术无法改善现状，而进口奶牛价格高，仅十三月龄的犊牛价格已达3.5万，且活牛易携带疯牛病。
6、5.学生了解图中小小的液氮罐装着未来的175头小牛。1.通过对超市中国产牛奶与进口牛奶的选择，激发学生的学习兴趣。2.进一步激发学生的学习热情，引起学生共鸣和思考。3.使学生在分析背景资料的同时，完成了我国胚胎移植技术的现状的学习。4.让学生的注意力高度集中于解决办法上。激发学生内心强烈的求知欲。5.导入本节的核心知识，同时完成胚胎移植现状的学习。胚胎移植的概念1.教师设疑，提出问题串“什么是胚胎移植？供受体是谁？获取胚胎的来源有哪些？”2.对学生进行提问并总结出胚胎的不同来源，。针对“核移植的重组胚胎”这一来源提出问题“核移植的供受体是谁？胚胎移植的供受体是谁？”。1.学生带着问题自主阅读课
7、本74页第二自然段，完成学案上知识探索一的概念填空(图4)。2.学习胚胎的四种来源，即“体内受精发育的早期胚胎；体外受精培养的早期胚胎；转基因动物受精卵培养的早期胚胎；核移植培育的重组胚胎”，并联系旧知回答问题。1.明确胚胎移植的概念。2.区分胚胎移植与核移植的供受体。胚胎移植的生理学基础1.深挖概念、设置疑问“概念中的同种和生理状态相同是何意义？是否要求供受体是同一品种的优质牛呢？胚胎移植会不会发生免疫排斥反应？”。2.针对学生的疑问，如：“同种”的概念理解不清，及时给出实例图片（图6）。1学生带着问题阅读课本76页第二三自然段，在学案上完成知识探索二，即胚胎移植的生理学基础的四点内容（图5
8、）。2.了解受体不需要具有供体牛的优良性状，保证同一物种即可。1.使学生基于文本获取信息，锻炼能力，突出教学重点2.图片点播，辅助理解，突破难点。胚胎移植的程序1、教师提出问题串引导学生自主阅读。2.针对学生错误，强调第一、二步的顺序和操作要求，即“先进行供受体的同期发情，再对供体做超数排卵处理”。.针对问题步骤进一步提问“用什么激素做超数排卵处理？“，并有针对性的提出问题，如“能不能用性激素来做超数排卵处理？”。1学生阅读77页胚胎移植的流程并完成图片排序的。2.学生回答问题，并在学案上与教师共同构建胚胎移植程序的概念模型。1.通过阅读理解锻炼学生获取信息的能力。寓教于乐，激发学生的学习兴趣
9、，突出教学重点。2.针对学生学习中遇到的困难，有针对性的进行反馈练习和拓展训练。并引导学生回顾旧知；建构模型，突出教学重点。胚胎移植的意义教师提问“胚胎移植的有何意义？”。播放视频拓展学生的视野。对视频中的名词做简单注解，如“MOET育种技术”即超数排卵和胚胎移植技术与核心育种技术相结合的一项系统工程。学生观看视频，对胚胎移植的意义进行讨论发言。自行总结“充分发挥雌性优良个体的繁殖潜力”的意义。通过分析讨论和视频赏析达成认同胚胎工程地位和价值的情感态度价值观目标。胚胎分割技术1.教师设置反馈训练，针对题中图片（图7） “收集了4枚胚胎，却产生5头小牛“设疑，给出背景资料并提出问题“优质胚胎的价
10、格将近万元。对于优良的胚胎能不能复制呢？能不能产生多个同样的优良个体？“2、提出问题串并针对“为何对早期胚胎进行操作“这一问题，给出胚胎发育的图片（图8）作为背景资料。3、针对胚胎发育图片进一步提出质疑，“桑椹胚及以前细胞无分化，囊胚已经有了分化，要如何均分呢？如何操作才能保证产生的子代都是雌性？”。教师对教材79页图3-23做处理，先在PPT中给出图片的左半部分（图9），最后给出右半部分图片（图10）与学生的分析达成共识。1学生完成胚胎移植的习题（图7），并回答问题。2.学生阅读课本P78相应内容回答问题，并完成学案知识探索三。学生观察图片，回忆早期胚胎细胞具有全能性，总结出胚胎分割的理论基
11、础3.学生观察图片，自己总结内细胞团均等分割的原因和性别鉴定的取材部位。分析出图片的右半部分如何操作。1.巩固知识目标和教学重难点；从题干中找到突破口引出胚胎分割技术。2.通过基于文本的阅读理解培养学生获取信息的能力。学生回顾旧知，联系新知，总结提升。3.通过问题引导和图片观察分析，达成知识目标，同时培养了学生获取信息的能力。胚胎干细胞培养技术1.教师给出背景资料“牛不仅为我们提供肉和奶，还能做器官移植的供体。牛心包补片应用于人心血管病手术，它拯救了无数心血管患者的生命“。提问“如何只生产牛的器官？”2. 给出三个引导问题“什么是胚胎干细胞？胚胎干细胞的来源？胚胎干细胞的特性？”，并播放视频3
12、、教师提问“牛做器官移植供体会发生免疫排斥，有没有更好的解决方法？“并给予体细胞核移植技术用于人类疾病治疗的图片（图11）进行引导。4.教师提问题“能不能让胚胎干细胞在体外分化，形成组织器官呢？“引导学生观看最后的视频。1.学生了解牛应用的相关资料，并回答问题。2. 学生带着问题观看视频。通过视频和自主阅读课本P80第一自然段，自己总结“什么是胚胎干细胞，他从哪来，以及它的功能特点发育的全能性”，通过图片，联系卵裂的旧知总结结构特点，并完成学案知识探索四。3.学生观察图片，回顾旧知，联系核移植技术，体会核移植与人体胚胎干细胞培养技术混合使用，才能发挥胚胎干细胞培养的最大潜能。4.学生观看视频。
13、（视频内容：分化需要特定的诱导剂，科学家无数次的尝试，至今尚未成功）1.挖掘导入材料，紧贴全课故事背景，首尾呼应，并转入胚胎干细胞培养技术的学习。2.通过视频资料的赏析和自主阅读，培养学生获取信息的能力。3.再次回顾旧知，体会新知。由胚胎工程对牛的应用转入对人的应用4.通过视频留给学生小小的遗憾，让学生体会科学发展的艰辛，鼓励学生从事生物科学相关事业，达成更高层次的情感态度价值观目标。图1 全球牛奶产量排行榜图2 科技日报文献图3 北京海关关员验放冷冻牛胚胎图4 学案（胚胎移植概念）图5 学案（胚胎移植生理学基础） 图6 胚胎移植的受体牛与子代图7 胚胎移植反馈训练图8 胚胎发育 图9 胚胎分
14、割技术（左）图10 胚胎分割技术（右） 图11 体细胞核移植技术用于人类疾病治疗表1 2019年中美奶牛养殖数和产奶量对比六、课后反思1.学生活动的反思本节课学生表现出了十分高涨的参与热情且认真对待每一个环节。学生主动回帖，积极思考讨论，争先恐后回答问题，不愿放过每一次机会。视频的观看使得学生的学习热情又达到了一个高潮，学生的惊呼声不绝于耳。最后的视频为本节课的教学画上句号，在留给学生小小遗憾的同时，又在学生内心埋下从事生物科学事业的种子。学生通过大量的文本材料，图片、视频材料进行资料分析，提高自己获取信息的能力。同时，在资料分析中又暴露了学生收集和处理信息的能力较差、分析和解决实际问题的能力不强，克服困难的意志品质不坚定等一系列问题。解决这些问题需要家长、学校和老师多方面配合，让学生多关注网络、新闻、报纸等媒体中社会热点问题，多提供学生主动交流、发表意见和建议的机会，且在讨论发言中给予适当的指导，培养学生的思维能力。在搜集处理信息的过程中逐步提高自主学习的能力和发现问题、解决问题的能力，培养学生的科学探究方法和生物学素养。2.教师教学的反思教师在组织教学活动时
