3.1 DNA是主要的遗传物质 教学设计（表格式）

《DNA 是主要的遗传物质》教学设计
教学基本信息
课题：DNA 是主要的遗传物质（人教版高中生物必修 2 第三章第一节）
课时：1 课时（45 分钟）
学情分析：学生已掌握 “基因在染色体上” 的结论，了解染色体由蛋白质和 DNA 组成，但对 “谁是遗传物质” 缺乏实证认知；具备基础实验分析能力，但同位素标记法、对照实验设计等科学方法需强化；思维活跃，对科学史探究具有好奇心，适合引导式探究教学。
教材分析：本节是遗传学核心知识的承上启下环节，上接 “基因与染色体的关系”，下启 “DNA 的结构与复制”；以经典实验为载体，蕴含 “假设 - 验证 - 结论” 的科学探究逻辑，是渗透科学方法教育的优质素材。
二、教学目标（核心素养 + 学业质量双融合）
（一）核心素养目标（四维一体）
1. 生命观念（对应学业质量水平 2）
形成 “遗传物质的本质是核酸（DNA 或 RNA）” 的结构与功能观，理解 DNA 作为主要遗传物质的普遍性与特殊性。
认同 “染色体 - DNA - 基因” 的物质关联，初步建立 “遗传信息的传递依赖特定物质载体” 的生命观念。
2. 科学思维（对应学业质量水平 3）
通过分析经典实验的变量控制、结果推理，发展逻辑推理能力（如从艾弗里实验的分组结果推导 “DNA 是转化因子”）。
运用归纳与概括方法，从不同生物（细胞生物、DNA 病毒、RNA 病毒）的遗传物质实例中，提炼 “DNA 是主要遗传物质” 的结论。
针对实验误差（如噬菌体侵染实验的放射性异常），运用批判性思维分析可能原因，培养科学探究的严谨性。
3. 科学探究（对应学业质量水平 3）
模拟科学家的探究过程，掌握 “假设 - 验证 - 结论” 的探究流程，理解 “分离提纯”“同位素标记” 等科学方法的适用场景。
能基于实验目的设计简单对照实验（如模仿艾弗里实验思路设计 “证明 RNA 是遗传物质” 的方案），提升实验设计与创新能力。
通过小组讨论分析问题串，提高合作探究、语言表达与证据运用能力。
4. 社会责任（对应学业质量水平 2）
感悟科学家（格里菲斯、艾弗里、赫尔希和蔡斯）严谨求实、敢于质疑权威的科学精神，增强科学研究的敬畏之心。
认识技术进步（如同位素标记技术、提纯技术）对科学发展的推动作用，理解科学结论的得出是不断修正、逐步完善的过程。
初步形成 “用科学证据解释生命现象” 的意识，提升辨别伪科学的能力，树立科学的生命观。
（二）学业质量水平对标说明
核心素养维度 学业质量水平 具体表现
生命观念 水平 2 能结合实例说明 DNA 作为遗传物质的功能，解释 “主要” 的内涵（多数生物以 DNA 为遗传物质）
科学思维 水平 3 能分析经典实验的逻辑链条，运用证据推理结论；能批判性分析实验误差原因
科学探究 水平 3 能模仿经典实验设计简单探究方案，能通过合作讨论解决实验相关问题
社会责任 水平 2 能认同科学家的科学精神，理解科学与技术的关系，用科学视角看待生命现象
三、教学重难点
重点：肺炎双球菌转化实验的逻辑链条；噬菌体侵染细菌实验的设计思路与结果分析。
难点：同位素标记法的选择依据（32P 标记 DNA、35S 标记蛋白质）；实验误差分析（如上清液 / 沉淀物放射性异常）。
四、教学方法与工具
方法：情境教学法、问题串驱动法、小组探究法、科学史还原法。
工具：多媒体课件（实验动画、科学家访谈视频）、肺炎双球菌模型、噬菌体结构模型、探究任务单。
五、教学过程（3D 教学模式 素养渗透升级）
发现（Discover）：情境导入，激活素养（5 分钟）
播放短片：补充 “赫尔希和蔡斯因噬菌体实验获 1969 年诺贝尔奖”，对比艾弗里的 “遗憾”，配字幕 “科学真理的认可需要时间，更需要严谨的证据”。
追问设疑（渗透科学思维与社会责任）：
从 “蛋白质是遗传物质” 到 “DNA 是主要遗传物质”，科学家的观点为何会改变？（引导学生理解 “证据驱动科学发展”）
艾弗里的实验虽未获诺奖，却为后续研究奠定基础，这体现了科学家的什么精神？（强化社会责任中的科学精神认同）
板书课题：DNA 是主要的遗传物质（标注核心素养关键词：证据推理、科学探究）。
（二）领悟（Digest）：探究经典实验，落实素养（30 分钟）
模块 1：肺炎双球菌转化实验 ——“转化因子” 的追踪（强化科学思维与探究）
基础铺垫：增加 “染色体组成回顾”（课前预习成果检测），明确 “蛋白质与 DNA 的元素差异”，为后续同位素标记法铺垫。
问题串 1（聚焦逻辑推理）：
第 4 组实验中，R 型菌转化为 S 型菌的本质是什么？（引导学生联系 “遗传物质的传递”，落实生命观念）
若要证明 “转化因子是 DNA 而非蛋白质”，实验设计的关键是什么？（强化 “单一变量” 的科学思维）
模拟探究：“滥竽充数” 类比后，增加 “实验设计支架”——“如何排除其他物质的干扰？”（引导学生自主提出 “分离单独检测”，落实科学探究）
模块 2：噬菌体侵染细菌实验 ——“完美的实验设计”（突破科学思维难点）
方法突破：同位素标记法选择时，增加 “元素组成对比表格”（强化证据意识）：
物质 元素组成 标记同位素 标记目的
DNA C、H、O、N、P 32P 追踪 DNA 的去向
蛋白质 C、H、O、N、S 35S 追踪蛋白质的去向
问题串 3（深化批判性思维）：
若用 14C 标记噬菌体，能否区分 DNA 和蛋白质？为什么？（强化 “同位素选择的科学性”，落实科学思维）
32P 组上清液放射性过高，可能的原因有哪些？如何改进实验减少误差？（培养实验优化意识，落实科学探究）
模块 3：归纳结论 ——“DNA 是主要的遗传物质”（强化生命观念）
补充事实：增加 “新冠病毒（RNA 病毒）的遗传物质” 实例，结合烟草花叶病毒实验，引导学生归纳 “生物遗传物质的分类”：
生物类型 遗传物质 实例
细胞生物（原核 + 真核） DNA 细菌、植物、动物
病毒 DNA 或 RNA 噬菌体（DNA）、新冠病毒（RNA）
总结：强调 “主要” 的核心是 “多数生物的遗传物质是 DNA”，落实生命观念中的 “普遍性与特殊性”。
（三）发展（Develop）：巩固应用，提升素养（7 分钟）
即时检测（素养导向命题）：
（生命观念）下列关于 “DNA 是主要遗传物质” 的说法，正确的是（ ）
A. 所有生物的遗传物质都是 DNA B. 细菌的遗传物质是 RNA
C. 病毒的遗传物质是 DNA 或 RNA D. 遗传物质的主要载体是蛋白质
（科学探究）模仿艾弗里实验思路，设计实验证明 “烟草花叶病毒的遗传物质是 RNA”，写出关键实验步骤。
拓展思考（社会责任）：科学家的探究历程中，哪些品质值得你学习？技术进步对科学结论的得出有何作用？（强化科学精神与科学技术关系的认知）
（四）课堂小结与作业（3 分钟）
小结：以 “核心素养” 为线索梳理：
生命观念：DNA 是主要遗传物质（结构→功能）
科学思维：证据推理、归纳概括、批判性思维
科学探究：实验设计、方法运用、合作探究
社会责任：科学精神、技术与科学的关系
作业（分层素养导向）：
基础层（生命观念 + 科学思维）：绘制 “生物遗传物质分类思维导图”，标注实例。
提升层（科学探究 + 社会责任）：查阅资料，撰写短文《艾弗里的 “遗憾” 与科学真理的坚守》（不少于 300 字），结合科学家精神谈启示。
六、板书设计（优化版 突出素养）
DNA是主要的遗传物质 一、核心素养导向：证据推理·科学探究·生命观念·社会责任 二、探究历程（假说→验证→结论） 1. 格里菲斯（体内实验）→ 提出“转化因子”（发现问题） 2. 艾弗里（体外实验）→ 转化因子是DNA（排除干扰，聚焦变量） 3. 噬菌体侵染实验→ 直接证明DNA是遗传物质（技术赋能，证据确凿） 三、结论：DNA是主要的遗传物质 - 多数生物（细胞生物、DNA病毒）→ DNA - 少数生物（RNA病毒）→ RNA
教学反思（优化版 素养落实反思）
一、亮点与创新（新增素养落实亮点）
核心素养与学业质量深度融合：将四维核心素养细化为可观察、可评价的具体目标，明确对标学业质量水平，使教学目标从 “知识导向” 转向 “素养导向”，更贴合新课标要求。
教学过程素养渗透可视化：每个教学环节都标注对应的核心素养维度，通过问题串设计、实验探究、拓展思考等方式，将素养培养融入知识学习过程，避免 “素养空泛化”。
评价设计贴合素养目标：即时检测和作业设计均围绕核心素养命题，如 “设计实验证明 RNA 是遗传物质” 考查科学探究，“撰写短文” 强化社会责任，实现 “教 - 学 - 评” 一体化。
二、不足与改进（同原版，补充素养落实改进）
素养评价方式需丰富：目前主要通过课堂回答、作业完成情况评价素养落实，可增加 “小组探究过程评价表”（从科学思维、合作探究等维度打分），使素养评价更全面。
个别素养落实深度不足：“社会责任” 中的 “辨别伪科学” 可结合实例（如 “DNA 算命”“基因决定一切” 等谣言）设计讨论环节，强化素养落地。
学业质量水平分层需细化：针对不同层次学生，可设计 “基础版”“提升版” 素养任务（如基础版：分析实验结论；提升版：设计实验方案），满足不同学业质量水平的要求。
三、教学启示（新增素养导向启示）
核心素养导向的教学，关键在于 “将素养目标转化为具体的教学行为”。本节通过 “科学史还原 + 问题串驱动 + 实验探究” 的模式，让学生在掌握知识的同时，逐步形成生命观念、科学思维、科学探究能力和社会责任意识。后续教学中，需进一步强化 “素养为本” 的教学设计，关注学生的素养发展过程，通过多元化评价及时反馈，确保核心素养真正内化为学生的终身能力。