3.2 DNA分子结构 教学设计

《DNA分子结构》教学设计 授课教材：人教版 必修2《遗传与进化》 一、 教学理念与设计思路 本课以“发展学生核心素养”为宗旨，创设“科学侦探”情境，以科学史为线索，模型构建为核心，AI技术为支撑。引导学生重走探索之路，在“提出假说-动手构建-验证修正-深化理解”的完整探究过程中，自主构建知识，深刻领会“结构与功能观”，培养科学思维与探究能力。 二、 教学准备 1. 教师准备： AI图片：用“文心一格”生成3-5张DNA概念图，保存至手机。 3D模型：下载一段高清3D动画视频。 分组材料：DNA模型组件套件 教师演示模型：一个用精美材料制作的精确DNA小片段。 精心设计的PPT（含科学史资料、图片）。 学生学习任务单（含评价量表、推理记录区和结构总结区）。 学生准备： 复习遗传物质的基础知识，以4-6人为一小组就座。 三、 核心素养教学目标 生命观念：通过对DNA双螺旋结构模型的分析，阐明“结构与功能相适应”的观点。 科学思维：基于科学史实进行分析、推理、论证，运用模型与建模的方法构建并优化DNA分子模型。 科学探究：模拟“发现问题-提出假说-构建模型-检验修正”的科学探究全流程。 社会责任：感受科学家合作与探索的精神，认同科学技术是在不断争论与修正中发展的 四、 教学重难点 教学重点：DNA双螺旋结构模型的主要特点。 教学难点：理解“反向平行”和“碱基互补配对原则”及其生物学意义。 五、 教学过程 (一) 情境导入：AI想象，化身侦探 (5分钟) 教师活动： 投屏展示预生成的AI DNA概念图。 “同学们，在上课之前，老师让AI根据‘DNA’这个词画了几张画，大家看———（展示图片）。这些画面充满了科幻感。那么，在真实的生命体内，这个决定我们是单眼皮还是双眼皮、承载着生命全部遗传秘密的DNA分子，究竟是不是长这样？它到底有着怎样精妙而真实的结构？今天，我们都不当学生了，我们就当一回‘科学侦探’，穿越回70年前，和沃森、克里克一起，亲手揭开这个世纪之谜！” 学生活动：观看、惊叹、进入情境。 设计意图：利用AI视觉冲击力与角色扮演，瞬间激发兴趣，明确课堂主线。 (二) 探究之旅：循迹建模，AI验证 (30分钟) 活动一：情报分析———提出假说 (10分钟) 教师活动： 线索一：引导学生回顾DNA的基本单位是脱氧核苷酸 “首先，这是我们的第一条线索：DNA的基本构建单位———脱氧核苷酸。请大家在自己的学习任务单上，快速画出它的简化图（一个五边形代表脱氧核糖，一个圆圈代表磷酸，矩形代表含氮碱基）。” 线索二：神秘法则 PPT展示查哥夫法则（A=T, G≡C）。“第二条关键线索！这组等量关系是巧合吗？它意味着什么？“A=T, G=C对推断DNA结构有何启示？ 学生猜测和AI回答做对比” 存在“配对”规则：这就像我们发现，在班级里，每一个男生（A）总是和某一个特定的女生（T）一起出现，并且数量完全相等；另一个男生（G）也总是和另一个特定的女生（C）一起出现。这绝不可能是巧合，而是说明他们之间存在着稳定的“搭档”关系。 否定了“简单单链”的可能性：如果DNA是简单的一条长链，那么A、T、G、C四种碱基的比例应该是随机变化的，不可能出现如此严格的等量关系。这种严格的1:1比例关系，强烈指向了两条链 通过某种方式结合在一起。 揭示了碱基是结构核心：这个法则关注的是碱基（A,T,G,C）的数量关系，而不是糖或磷酸。这说明，碱基是形成这种稳定结构的关键所在，它们很可能位于分子的内部，通过某种方式将两条链连接起来 【引导】“AI指出了‘配对关系’。大家想想，怎样的结构能保证A和T、G和C总是成双成对？”（引导学生猜想“碱基互补配对”）。 线索三：决定性的“X光片” PPT展示富兰克林DNA衍射图。“终极线索！这张‘X光片’中的‘X’形，告诉了我们什么？”（引导学生说出 ... ...