常 州 市 武 进 区 礼 嘉 中 学
科研手册
课题名称 以大概念构建生物课堂框架的策略研究
课题组长 朱爱卿
成 员 陈京疆、张晔、毛敏刚、章吉
立项时间 2019年9月
课题级别 校级
结题时间 2020年7月
常州市武进区礼嘉中学教科室
2019 年 9 月— 2020年 7 月
课题研究制度
1、各教研组、备课组要从教学实际中存在的问题出发，选取教学中遇到的实际性、困难性、针对性、经验性的问题作为课题进行研究，由教研组长、备课组长负责共同制定研究方案，研讨实施过程和方法，落实组织管理及人员分工。
2、教科室要定期组织教师学习有关教育思想、教育理论，提高认识，转变理念，指导课题研究方法，主动参与课题研究。
3、所有行政人员都应参加1个课题组，定期参加课题组活动，及时了解实验教师在课题研究过程中遇到的新情况、新问题，督促课题组开展教改实验工作，掌握和积累第一手资料。
4、各课题组应安排专门的时间，围绕课题开展以“总结、交流、反思研究情况，进行课例评析，思考、研讨下次研究内容”为重点的研讨活动。针对实验中遇到的难点、疑点、突破点进行研讨，发挥集体智慧，提高课题实验的实施水平。
5、课题组成员通过定期开放研讨课、示范课等方式推动课题研究的深入发展，参加课题研究的老师每人每学期必须上1次公开课，依托“典型引路”来提升课题研究的水平。
6、各课题组成员要坚持记载科研手册，要将课题研究中遇到的疑难问题、成功做法和体会、理论学习体会、课题研究等情况写成书面材料，供集体研究、交流和存档，每学期就课题研究情况进行阶段性总结，为下阶段研究作准备。
7、学校要适时邀请专家对课题组成员进行理论与实践方法的指导。
8、每学期未，课题组成员应对个人研究工作进行总体评价，课题组、负责部门应对每一位课题组成员进行综合评价。
9、学校要根据课题实验情况，力所能及地加大投入力度（如：活动费、外出参观学习费、参考资料费及其它费用），确保课题研究的正常进行。
10、实行课题实验奖励制度。对课题实验中成果显著的教研组或教师根据学校考核制度，予以奖励。
一、课题研究人员基本情况
主持人 姓 名 | 朱爱卿 | 性别 | 女 | 民族 | 汉 | 出生 年月 | 1982.12 | |||||
职务 | 教师 | 专业技术职称 | 中学一级 | 现担 学科 | 高中生物 | |||||||
最后学历 | 本科 | 最后学位 | 理学学士 | |||||||||
现任年级 | 高一 | 所属教研组 | 生物教研组 | |||||||||
通讯地址 | 江苏省常州市武进区礼嘉中学 | 联系电话 | 13584566990 | |||||||||
电子信箱 | Qiangcheng1982@{域名已经过期} | |||||||||||
课题组成员基本情况 | ||||||||||||
姓名 | 专业技术职称 | 担任课程年级 | 担任学科 | 在课题组中的分工情况 | ||||||||
朱爱卿 | 中学一级 | 高一 | 生物 | 组织研究，资料整理，总结 | ||||||||
陈京疆 | 中学高级 | 高一 | 生物 | 开设研究课，资料收集整理 | ||||||||
章吉 | 中学高级 | 高一、高三 | 生物 | 开设研究课，资料收集整理 | ||||||||
毛敏刚 | 中学一级 | 高二 | 生物 | 开设研究课，资料收集整理 | ||||||||
张晔 | 中学二级 | 高二 | 生物 | 开设研究课，资料收集整理 | ||||||||
注:主持人限2人。
二、课题研究方案
研 究 背 景 及 价 值
| 在高中生物新课程标准的“设计依据”中指出：根据生物学的大概念来构建课程体系和内容框架。 在高中生物新标准的“实施建议”中建议：通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念。 大概念是处于学科中心位置，对学生学习具有引领作用的基础知识。在生物学课程中，大概念包括了对原理、理论等的理解和解释，是生物学科知识的主干部分。 |
研 究 目 标 | 高中生物学课程的必修课程和选修一课程都是围绕着几个大概念展开的，内容标准基于大概念描述了具有学科逻辑、符合高中学生认知特点的重要概念，形成了课程的内容框架。在教学中，教师围绕着生物学大概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用，也有助于发展学生的生命观念。 |
研 究 内 容 | 教师在设计和组织每个单元的教学活动时，应该围绕大概念和重要概念展开，依据重要概念精选恰当的教学活动内容和活动方式。其教学策略既可以是讲解、演示、讨论，也可以是基于学生动手活动或对资料的分析及探究，所有的教学活动都要有利于促进学生对生物学概念的建立、理解和应用。 为了帮助学生形成正确的生物学重要概念进而建立生物学观念，教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑；另一方面教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些零散的生物学事实的层面上，而是要通过对事实的抽象和概括，帮助学生建立生物学概念，并以此来建构合理的知识框架，为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中，教师还必须注意学生头脑中已有的前概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误观念。课堂教学活动要帮助学生消除错误概念，建立科学概念。
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研 究 方 法 | 文献调查法、观察法、文献研究法、实验法、个案研究法、经验总结法
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实 施 步 骤 | 1、第一阶段：（2019年9月至2019年10月） 制定课题研究方案。 召开课题研究活动，具体安排课题研究活动的有关事宜。 学校选择论证研究课题，制定实施方案、申报课题。 邀请校领导指导。 2、第二阶段：（2019年9月至2020年7月） 经常性地深入了解课题研究活动的开展情况，加强对课题研究活动的管理。 有计划地召开课题研讨会，加强交流与合作，促进课题研究活动健康发展。 对课题研究的成果和经验进行宣传和推广。 初步总结大概念构建生物课堂框架的有效性策略、操作方法，促进课题研究活动的开展。 3、第三阶段：（2020年2月至2020年7月 ） 对课题研究进行全面总结，形成课题研究工作报告，分类汇总研究成果，对研究成果进行宣传和推广。 |
预 期 成 果 | 构建大概念教学课堂，使学生习得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习及创新实践能力。使大概念教学成为发展学生生物学学科核心素养的重要载体，落实立德树人根本任务。 |
三、研究计划
第一学期课题研究计划 |
一、资料研读生物学大概念及其内涵 1、支撑科学教育的基本原则 2、科学大概念的选择 3、科学上从小概念到大概念 4、以大概念的理念进行教学 二、构建生物学大概念课堂内容框架和体系 1、研讨构建策略和方法 2、开设研究课实践反思 3、调整、完善策略和方法 4、再实践反思 三、期中总结大概念教学在课堂的渗透 1、生物体是由细胞组成的 2、生物需要能量和营养物质，为此它们经常需要依赖其他生物或与其他生物竞争。 3、生物体的遗传信息会一代代地传递下去。 4、生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果。
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四、课题研究活动情况记录（理论学习一）
时间 | 10.8 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 生物教师5 | 实到人数 | 5 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 理论学习 | ||||||
活动目的 （范围、方法） | 组内理论学习
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活动主要内容（不够填写另附纸） | 了解了生物学科的本质和学科体系结构后，需要了解生物学科的核心概念。以前对核心概念的理论积累过一些知识，今天又从网上系统学习了温州大学王延歌的硕士论文《高中生物核心概念及教学策略的研究》，进一步认识了生物核心概念及其教学的重要性，特别是教学中需要采取的策略并应用于教学，定能提高学生对核心概念的理解和掌握。 一、学科核心概念的重要性 生物核心概念是指对于中学阶段的生物学知识乃至整个生物学科起到主导、引领作用的概念性知识。在教学中，抓住了生物核心概念就等于是把生物学的精华部分收于囊中。 二、核心概念的界定 生物学核心概念是那些能够展现当代生物学科图景的概念，是生物学科结构的主干部分，是生物学知识领域的中心。在教学过程中，核心概念的理解，界定及制定相应的教学策略，有助于提升学生的生物科学素养。 核心概念统摄了生物学科的一般概念、生物学事实，其表征一般概念相互之间的关系，把分散的生物知识进行统整。所以，核心概念所涵盖的知识容量就会相应的庞大，不只是一句概括性的精炼表达，还有高容量的知识外延。 三、核心概念的内涵和外延例析 新课程改革强调“核心概念”教学，即通过教师的教学活动，不仅仅让学生记住一些生物学事实，更重要的是让学生建立正确的生物学核心概念，进而在学生的头脑中建构合理的概念体系，并能利用这个体系解决他们的实际问题。 生物学核心概念能够展现当代生物核心问题，也能体现生物学概念和事实的概括性知识。
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感 悟 |
核心概念统摄了生物学科的一般概念、生物学事实，其表征一般概念相互之间的关系，把分散的生物知识进行统整。所以，核心概念所涵盖的知识容量就会相应的庞大，不只是一句概括性的精炼表达，还有高容量的知识外延。
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课题研究活动情况记录（理论学习二）
时间 | 11.27 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 生物教师5 | 实到人数 | 5 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 理论学习 | ||||||
活动目的 （范围、方法） |
组内理论学习 | ||||||||
活动主要内容（不够填写另附纸） | 如何以核心概念为核心，围绕核心概念进行生物学教学，研究它们的内涵（反映生命现象和生命活动规律的本质特征）和外延（内涵所适用的范围和条件）。 例如，蛋白质概念，内涵是结构层次及生理功能的多样化；外延是生命活动的体现者、蛋白质的种类。 细胞概念，内涵是结构特征；外延是生物体的结构和功能的基本单位及细胞种类。 酶概念，内涵是催化剂，具有促使反应物发生化学变化，本身却不发生化学变化的有机物；外延是生物酶包括所有具催化作用的蛋白质及极少数RNA，即可以在生物体内作用，也可以在生物体外作用。 细胞呼吸概念，内涵是人机物分解成无机物或小分子有机物，释放出能量并生成ATP的过程；外延是这生物体生命活动提供能量，为其他化合物提供碳骨架。 光合作用概念：内涵是可见光照射下，利用光合色素，经过光反应和碳反应，将二氧化碳和水转化为有机物，并释放氧气的过程。同时也有将光能转变有机物中化学能有能量转化过程；外延是发生于绿色植物及某些细菌中。 有丝分裂概念：内涵是亲代细胞的染色体经过复制，精确地平均分配到两个子细胞中；外延是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。 细胞分化概念：内涵是在个体发育中，由同一种类型的细胞经分裂后，在形态、结构和生理功能上发生稳定性差异，产生不的细胞类群；外延是生物个体发育基础，使多细胞生物体中的细胞趋向专门化，利于提高各种生理功能的效率。
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感 悟 |
以核心概念为核心，围绕核心概念进行生物学教学，研究它们的内涵（反映生命现象和生命活动规律的本质特征）和外延（内涵所适用的范围和条件）。 | ||||||||
五、课题实验课记录表（一）
教者 | 朱爱卿 | 学校 | 礼嘉中学 | 时间 | 2019.10.8 | |
课题 | 生命活动的主要承担者—蛋白质 | 课时 | 1课时 | |||
研究 重点 | 新授课中如何围绕大概念设计教学各环节 | |||||
实验课范围 | 校级 | 班级 | 高一（2）班 | |||
主 要 教 学 过 程（或教案） | ||||||
【教学目标】 1. 说明氨基酸的结构特点 2. 掌握氨基酸构成蛋白质的过程 3. 理解蛋白质多样性的原因 4. 概述蛋白质的功能，认识蛋白质是生命活动的主要承担者 【教学重难点】 1、氨基酸的结构及其形成蛋白质的过程 2、蛋白质的结构和功能 【教学过程】 情景设置：为什么人体每天都需要摄入含有蛋白质的食品？蛋白质在人体中有何功能？ 一、蛋白质的功能 学生活动：阅读书本，标出关键词 1、蛋白质是构成细胞和生物体结构的重要物质 2、有些蛋白质具有催化作用；（如酶） 3、有些蛋白质具有运输的功能；（如：血红蛋白、载体等） 4、有些蛋白质起信息传递作用，能够调节机体的生命活动；（如胰岛素） 5、有些蛋白质具有免疫功能。（如抗体） 学生活动：连线题检测 小结：蛋白质是一切生命活动的体现者！ 过渡：蛋白质结构的多样性决定蛋白质功能的多样性。（） 二、蛋白质的结构 1、蛋白质的基本组成元素
a、分析表格中数据，组成蛋白质的元素主要是：C、H、O、N ,某些蛋白质中还含有S等。 b、蛋白质的相对分子质量很大，属生物大分子。 过渡：食物中的蛋白质可以被人体直接吸收利用吗？ 2、蛋白质的基本单位---氨基酸 2.1氨基酸的种类 生活中各种食物的蛋白质营养价值一样吗？ 食物蛋白质含量营养价值鲜奶类(1.5-3.8)%主要含酪蛋白和丰富的赖氨酸，但白蛋白含量较低禽肉类(12-22)%必需氨基酸比值接近肉、蛋类。鱼肉类(15-20)%氨基酸比较丰富但色氨酸含量较低。五谷类(7-16)%必需氨基酸不平衡，一般缺乏赖氨酸，亮氨酸过高，氨基酸利用率低有些同学有“偏食”的习惯，单一吃某一种食物营养均衡吗？ “大头娃娃”事件 小结：组成蛋白质的氨基酸21种，必需氨基酸（人体细胞不能合成8种；婴儿有9种），非必需氨基酸12种。 2.2氨基酸的结构 “氨基酸”这一名词与其分子结构有对应关系吗？ 探究活动一： 试一试,能不能推导出氨基酸的结构通式？ 判断下列分子是不是氨基酸？如果是的话，R基是什么？ 2.3从氨基酸到蛋白质大致有哪些结构层次？ 氨基酸→二肽→三肽→四肽→→→一条多肽链盘曲折叠形成蛋白质多条→多肽链盘曲折叠形成蛋白质 氨基酸的结合方式：脱水缩合 肽链中的肽键数与氨基酸个数的关系：肽键数=氨基酸数目-肽链条数 探究活动二: ①氨基酸种类不同◇-◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◎-◎-◎-◎-◎-◎-◎ ②氨基酸数目不同◇-◇-◇-◇-◇-◇ ◇-◇-◇-◇ ③氨基酸排列顺序不同◇-◇-◎-◎-◇-◇-◎-◎- ◎-◎-◇-◇-◎--◇-◇-◎-
蛋白质空间结构不同
总结：蛋白质结构多样性的原因
【板书】
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六、实验课评议活动记录表（一）
时间 | 10.8 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 生物教师5人 | 实到人数 | 4 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 研讨和评课活动 | ||||||
活动目的 （范围、方法） |
新授课中如何围绕大概念设计教学各环节
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活动主要内容 | 殷学东：基于提高效率来优化教学策略，把计划落实到每一节课。 朱爱卿：蛋白质是一种构成细胞的重要有机化合物，学生对它既熟悉又陌生。熟悉的是生活中经常接触到它，陌生的是不知道它的分子组成和功能！所以从学生熟悉的富含蛋白质的食物入手，结合营养健康知识，激发学生兴趣。从甲烷分子式展开，构建氨基酸结构模型；利用人的脸类比R基，左手类比氨基，右手类比羧基，模拟氨基酸脱水缩合形成肽链。小台阶逐步瓦解难点。 陈京疆：教学目标科学合理，符合新课程目标，充分运用多媒体手段，教学形象直观，组织学生开展合作交流，提高学生交流能力，教学效果好。 张晔：朱老师这堂课密切联系生活，深入浅出地让学生学习蛋白质的相关知识。课堂氛围活跃，课堂效果明显。 毛敏刚：本节课教学目标明确，注重生活联系实际，教学效果好.
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评
价 | 教研员的评价和建议给我们一线教师许多启发。新授课中概念的构建要基于学生本身已有的生活经验，若能构思其中认知冲突则对学生学习兴趣的培养和维持意义重大。 | ||||||||
课题实验课记录表（二）
教者 | 张晔 | 学校 | 礼嘉中学 | 时间 | 2019.10.8 | |
课题 | 第4节 免疫调节 | 课时 | 1课时 | |||
研究 重点 | 高二学测复习课中如何围绕大概念设计教学各环节 | |||||
实验课范围 | 校级 | 班级 | 高二（7）班 | |||
主 要 教 学 过 程（或教案） | ||||||
一、教学设计思路 免疫调节是人教版高中生物必修3第2章第四节，本节内容是动物和人体内环境稳态调节机制之一，但不同于神经调节和体液调节的作用，免疫系统可以对付入侵机体的病原体和体内出现衰老、受损或异常的细胞，学习完免疫调节可以形成稳态调节机制的整体网络。 高二学生在初中生物中学习过免疫与健康方面的知识，而且从小就接种过疫苗，所以对免疫有一定的了解，因此，对于简单的内容，主要引导学生自主阅读，整理归纳；对于复杂的内容，通过学生观察、讨论，在辅助教师的适当启发和点拨来解决。依据课程标准“以学生为主体”的原则，在讲清抗原、抗体的概念等，建立起本节学习的新基础后，通过利用教材中提供的体液免疫过程示意图，创设问题情境，组织好学生讨论，引导学生探究新知，最后引导学生用图解的形式归纳出体液免疫的过程，达到突破重难点的目的。 二、教学目标 课程标准为“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”，结合教材内容和学生认知水平，将教学目标分为三个层次。 1．知识目标 ①概述免疫系统的组成； ②描述B细胞、T细胞的起源和分化； ③概述免疫的类型； ④阐明抗原和抗体的概念； ⑤说出体液免疫的过程。 2．能力目标 进行观察、分析、识图和归纳。 3．情感态度和价值观 通过学习认识到健康对人体的重要性。养成健康的生活方式，增强机体免疫能力。 三、教学重难点 重点：免疫系统的组成；淋巴细胞的起源与分化； 难点：体液免疫的过程。 四、课时安排 本节内容需2课时，本课为第一课时。 五、教法学法 教法：情境教学、问题教学、概念教学 学法：资料分析、小组合作、自主学习 六、教学过程 （一）导入：创设情境，导入新课 教师活动：先展示埃博拉病毒的最新消息，引发学生对免疫的共鸣，再利用关于生活中常见疾病的漫画激发学生的学习兴趣，引出有关话题的讨论。 ①.你知道人为什么会生病吗？ 学生活动：依据生活常识积极展开讨论。 教师活动：进一步提示“既然人生活中各种致病菌的包围之中，但是一般情况下并不会生病”这一生活现象，再次抛出问题： ①．病原体侵入机体后，会影响内环境的稳态吗？ ②.神经调节和体液调节能否直接消灭入侵的病原体和清除体内出现的衰老、破损或异常的细胞？ ③. 神经系统能够感觉到病原体的存在吗？ 学生活动：分小组讨论以上问题，联系已学的神经调节和体液调节的相关内容，展开思维，积极思考，踊跃回答。 教师活动：再抛问“对付病原体和体内出现的异常细胞，要靠什么调节呢？” 学生活动：齐答“免疫调节”！（引入新课） （二）学习目标一：免疫系统的组成 1.免疫的概念：免疫是机体的一种特殊的保护性生理功能，机体依靠这种功能识别“自己”排除“非己”，以维持内环境的动态平衡和相对稳定。 注：此过程由老师先抛出问题让学生思考“什么是免疫”，学生思考回答后老师再进行评价，并给出标准答案，再举例说明，以加深学生的印象。 2.学生阅读教材，完成学案，辅以教师的讲解，学习免疫系统的组成。
2.教师讲解淋巴细胞的起源与分化，学生注意听讲和做好笔记。
3.师生配合，完成随堂训练，巩固所学。 （三）学习目标二：人体的三道防线 教师活动：展示“人体的三道防线”动画，播放的过程中注意及时点拨。 学生活动：阅读教材，观看动画，自主完成学案上有关人体三道防线的比较的表格，积极展示自己的学习成果。 组成 功能类型第一道防线 皮肤、黏膜 阻挡和杀灭病原体，清扫异物 非特异性免疫 （先天性免疫） 第二道防线体液中的杀菌物质和吞噬细胞 溶解、吞噬、消灭病菌 第三道防线主要由免疫器官、免疫细胞借助血液循环和淋巴循环而组成 体液免疫、细胞免疫 特异性免疫 （获得性免疫）教师活动：对学生的学习成果予以点评，并给出正确的答案，带领学生理解记忆。 学生活动：动脑思考，完成随堂练习。 （四）学习目标三：体液免疫 1.第三道防线是如何起作用的？ 学生自主阅读教材，找出抗原、抗体、淋巴因子三个概念，在教师的引导下加以理解。 ①抗原：指能够引起机体产生特异性免疫反应的物质。（特点：异物性、大分子性、特异性）
抗体的产生：
抗体的分布：1）血清（主要） 2）组织液及外分泌液（如：乳汁）
③淋巴因子：淋巴因子是T细胞在接受抗原刺激后产生的一种多肽物质，可增强有关免疫细胞的免疫效应。 2.难点突破：体液免疫 教师组织学生仔细观察P37图2-15，创设问题情境，组织学生分组讨论： ①什么是体液免疫？体液免疫主要由哪一种淋巴细胞介导的？（目的是明确B细胞的作用。） ②这个过程要经过哪几个阶段？ ③体液免疫中需要哪些免疫细胞的参与？这些细胞分别行使怎样的功能？ ④抗体是如何产生? 又是如何发挥作用的呢？ ⑤用文字和箭头的形式表示出体液免疫的过程？然后同桌间互相讨论优缺点，展示概括较好的，教师进行评价，目的是突破重难点，最后由教师用多媒体给出规范的过程，便于学生进行统一理解记忆。 ⑥ 3.学生再次阅读教材，结合新知，完成课堂练习。 （五）课堂小结 引导学生以知识网络的形式归纳出本节的主要内容，并布置作业，让学生预习细胞免疫的内容。 （六）教学反思 讨论如何绘制体液免疫过程图解的时间应该多给一些，一定要在学生自己理解的基础上才能便于记忆，方便应用；学案的应用对课堂有很好的帮助，可以在以后的教学中多加运用！教学是在实践中不断的完善，不断的创新与提高。
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实验课评议活动记录（二）
时间 | 10.8 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 生物教师5 | 实到人数 | 5 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 研讨和评课活动 | ||||||
活动目的 （范围、方法） | 高二学测复习课中如何围绕大概念设计教学各环节
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活动主要内容 | 张晔：本堂课以天花病毒为切入点，学生自主学习免疫系统的组成。合作探究免疫系统的防卫功能，自主构建细胞免疫和体液免疫的示意图。通过问题探讨的方式理清各免疫细胞的功能和相互之间的关系以及对特异性免疫的理解。根据实例说明自身免疫病和过敏反应的特征，关注免疫学与科学、技术社会的关系。 陈京疆：教学目标明确，重点突出，能利用科学的，合理的，适合学生的教学方法分解教学难点，使用现代教学技术使教学内容形象地展现给学生，组织学生开展合作学生，提高学生合作能力，整个教学过程合理、科学、活跃，学生较好地掌握了教材上的学习知识，教学效果好。 章吉：目标明确，教学过程清晰，教学效果好！ 朱爱卿：课程导入较好的激发了学生的学习兴趣。学生活动过程中，学生配合很好，积极性高；教学过程做到了首尾呼应。 毛敏刚：本节课教学目标明确，注重学生合作探究，教学效果好。
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评
价 |
围绕大概念“免疫”、“特异性”优化课堂结构，并在此基础上加深对知识的理解。 | ||||||||
课题实验课记录表（三）
教者 | 朱爱卿 | 学校 | 礼嘉中学 | 时间 | 2019.11.27 | |
课题 | 降低化学反应活化能的酶 | 课时 | 1课时 | |||
研究 重点 | 实验课中如何围绕大概念设计框架 | |||||
实验课范围 | 区级 | 班级 | 高一（5）班 | |||
主 要 教 学 过 程（或教案） | ||||||
【教学目标】 1. 说出酶在细胞代谢中的作用 2. 尝试比较过氧化氢在不同条件下的分解效果，初步学会控制变量的科学方法 【教学重点】酶在细胞代谢中的作用 【教学难点】比较过氧化氢在不同条件下的分解效果，初步学会控制变量的科学方法 【教学过程】 导入：化学上的化学反应都很容易顺利进行吗？化学上采用什么方式解决这一问题的？ 课堂探究：酶在细胞代谢中的催化作用 第一篇章：已设计好的实验。 活动一：酶的高效性 实验1：比较过氧化氢酶在不同条件下的分解 步骤试管编号变量类型1234一H2O2浓度3%3%3%3% 剂量2mL2mL2mL2mL二反应条件常温900CFeCl3肝脏研磨液 剂量------2滴2滴 实验结果相同时间产生气泡的量 卫生香复燃情况实验结论：加热、使用催化剂可以促进过氧化氢分解； 酶的催化能力强于无机催化剂，具有 性。 关于实验：明确反应原理，操纵自变量，控制无关变量；检测因变量，表达实验结果。 过渡：一种酶可以催化所有反应吗？ 第二篇章：教师指导下设计实验 活动二：酶的专一性 尝试探究：淀粉酶对可溶性淀粉和蔗糖的水解作用 提出问题：淀粉酶是否只能催化特定的化学反应
作出假设：淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解 设计实验： 你认为本实验因变量如何设计比较具体，可操作？ 甲试管乙试管实验步骤一 溶液2mL 溶液2mL二分别加入 2滴，振荡，试管下半部浸入60℃左右的热水中，保温5min三加入 振荡 约60℃水浴2min实验结果实验结论：一种酶只能催化 化学反应。 【课后进一步探究】某小组在探究“影响酶活性的条件”的实验时，提出“淀粉酶的活性是否受温度影响”的问题，并设计实验操作步骤如下： 序号项目试管1231α－淀粉溶液1ml2ml1ml2淀粉酶1ml1ml1ml3温度60℃沸水冰水4碘液1－2滴1－2滴1－2滴5实验现象请依据该小组设计的实验操作步骤，回答下列问题： (1)该实验的自变量是_______________，淀粉的分解速率是本实验的_________________，可观测的指标是_____________________________ 。 (2)上述操作步骤中存在明显的缺陷，请指出： 【实验改进】 试管1231’2’3’加入 溶液1mL1mL？///加入 溶液///2mL？2mL保温5分钟℃℃℃℃℃℃将对应编号的溶液混合将1’试管淀粉溶液倒入1号管，2’试管的倒入2号管，3’试管的倒入3号管，振荡摇匀保温1分钟℃℃℃℃℃℃滴入碘液1滴1滴1滴///观察颜色变化
【实验结果分析】 (3) 将制备好的猪肝研磨液分别进行高温和冷藏处理。经高温处理后，实验效果不明显，冷藏处理不影响实验效果，为什么？
(4)在与其他小组进行交流时，有同学建议进行定量实验，以不同pH下出现同一结果所需要的时间来表示酶的活性，并根据实验数据绘制不同条件下酶活性的曲线图。该建议中，所需的时间越长，酶的活性越________。
【实验结论】酶需要 的条件
【归纳总结】围绕探究实验一般程序，总结实验设计原则。
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实验课评议活动记录表（三）
时间 | 11.27 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 本校及外校老师 | 实到人数 | 6 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 评研讨和课活动 | ||||||
活动目的 （范围、方法） |
实验课中如何围绕大概念设计框架 | ||||||||
活动主要内容 | 朱爱卿： 探索酶特性实验是高中教材分组实验中最早出现的探究性实验，本节实验课基于学生感性到理性的认知规律，基于培养学生科学思维方法和研究方法为体现新课程理念，精心设计。整节课重过程、重体验、重实践，充分体现学生的主体地位，学生学习热情很高。 陈京疆：本节课教学设计科学，合理，符合新课程理念，能针对本校学生学习特点。教学手段先进，充分利用现代教学技术，课堂教学与实验动手相结合，让学生理论联系实际，符合学生学习的认知规律，是一堂值得推广的教学。 章吉：目标明确，实验设计流畅，效果好 毛敏刚：整节课重过程、重体验、重实践，充分体现学生的主体地位，学生学习热情很高。 兄弟学校老师：兼顾思维、动手能力。结构紧凑、思路清晰、内容饱满；紧扣知识，给学生留下思维空间。坚持进实验室做实验。进一步思考怎样让变量设计更严谨；实验由具体问题上升至一般性问题。 | ||||||||
评
价 |
大概念就是课堂的落脚点，为什么要做这个实验，目的就是理解有关概念。 | ||||||||
课题实验课记录表（四）
教者 | 毛敏刚 | 学校 | 礼嘉中学 | 时间 | 2019.12.17 | |
课题 | 基因突变和基因重组 | 课时 | 1课时 | |||
研究 重点 | 复习课中概念框架的建构 | |||||
实验课范围 | 校级 | 班级 | 高二（5）班 | |||
主 要 教 学 过 程（或教案） | ||||||
一．教学内容：人教版高中生物必修二第五章第1节 二．教学目标:举例说明基因突变的概念、原因、特点；举例说出基因重组的概念、类型；说出基因突变和基因重组的意义。 三．教学重点难点： 1.重点：基因突变的概念及特点；基因突变的原因。 四.教学过程 （一）课堂导入： 展示多种颜色的玫瑰图片，学生们在感受到这多彩美丽的颜色带来的视觉享受下，联想到生物之间的多样性。这种现象就是变异，变异的根本来源是基因突变。 （二）展示成果: 通过课前预习案的相关设计，学生可以意识到DNA分子中碱基对的增添、缺失和替换会引起氨基酸排列顺序的改变。从而总结归纳出基因突变的概念及概念中的重点词部分，便于对基因突变的要点把握。对于课前预习案完成情况好的学生给予表扬，不足之处给与及时更正。校正答案。 （三）合作探究 在理解了基因突变的概念后，设计一系列的问题串，以激发学生们的求知欲，小组内成员共同讨论问题，可以更好的理解基因突变的内涵。 设疑：由于基因突变，性状是否一定会发生改变？ 如果会引起改变，那种方式的改变对生物体的影响较小？ 如果不会引起改变，原因有哪些？ 通过课前预习案的提示可能有一部分学生觉得基因突变一定会引起性状改变，相对来说替换引起的影响较小，但不是绝对的，如果替换后导致起始密码或是终止密码的改变，影响也会很大。碱基对的增添或缺失会改变基因的长度，从而影响了组成蛋白质的氨基酸的数目，相对于碱基对的替换，影响更大。 如果不会引起改变，原因有哪些？ ① 密码子的简并性，基因突变前后经转录形成的密码子恰好对应同种氨基酸； ② 隐性突变，显性纯合体中有一个显性基因突变为隐性基因，由显性纯合子突变形成杂合子，但性状仍表现为显性性状； ③ 发生基因突变的部位在基因的非编码区或是编码区的内含子部分。 这样，既能引导学生对基因突变的内涵有所理解，又可以复习基因结构。 【及时训练】帮助学生掌握基因突变的相关知识以及锻炼学生的审题能力。 （过渡句）进一步思考：导致基因突变的原因和时间，伴随的生理活动是否可以遗传？有助于学生对于基因突变形成整体认识。联系之前导致细胞癌变的原因，引导学生意识到癌变也是一种基因突变。 （四）自主学习，归纳记忆 通过多媒体循环展示与基因突变特点相关的数据或图片，引导学生自行归纳基因突变特点的同时学会掌握重点词进行必要的解释，并训练学生的快速记忆能力。 ①普遍性：自然界的物种中广泛存在。重在强调不同物种。 ②随机性：可发生在任何时期、任何DNA分子、DNA分子的任何部位。 ③不定向性：一个基因可以产生一个以上的等位基因。基因突变的结果产生原来基因的等位基因。 ④低频性：通过一系列生物基因突变的频率可总结出。 ⑤多害少利性：大多数基因突变对生物体而言是有害的。因为任何一种生物都是经过长期进化的产物，它们已经适应了所生存的环境。基因突变的不定向性，往往会产生与环境不太适应的相对性状，从而表现为多害少利性。有利还是有害也不是绝对的。例如某种昆虫的翅膀，由正常翅突变为残翅或无翅的性状，对于大陆上的该种昆虫而言为有害变异，但对于海岛上的该物种的昆虫而言却降低了被海风吹进大海的概率，因而成为有利变异。（引导学生学会全面的、辩证的看待问题） 基因突变的意义 设疑： 1．基因突变能产生新的基因吗？ 2．这些新的基因产生的新性状对生物的生存有什么意义（有利还是有害） ? 3．自然环境会选择哪些个体生存下来？ 4．基因突变对生物的进化有何意义？ 归纳意义：基因突变是新基因产生的途径，（新的等位基因） 是生物变异的根本来源，（产生了新的相对性状） 为生物的进化提供了原材料。 （知识过渡） 基因重组 “一猪生九仔，连母十个样”，这种个体的差异，主要是什么原因产生的? 导入基因重组。简要回顾基因重组的概念。为了使学生更好的理解基因重组的两个类型，设计一个教学活动，形象的展示了这个过程。 （五）学生活动展示: 九名学生通过活动展示基因重组的两个类型。 【深度思考】 认真观看《基因重组》，回答下列问题： 1.发生基因重组的基因之间是什么关系？ （关系越具体越好） 2.交叉互换型中是互换位置的基因是什么关系？ （设计意图）引导学生思考发生基因重组的基因之间是什么关系，自由组合型是发生在减数第一次分裂后期，非同源染色体之间的自由组合使得非同源染色体上的非等位基因重组；而交叉互换型是发生在减数第一次分裂前期，伴随着同源染色体的非姐妹染色单体之间的交叉互换引起的同源染色体上的等位基因之间互换了位置，使得同源染色体上的非等位基因基因重组。请九位同学上台表演，有一位同学充当了主持人的角色，四位男同学分别代表两对同源染色体，身着不同颜色的衣服表示携带不同的遗传信息；四位女同学分别代表了一对同源染色体上的四条染色单体，中间两位女同学通过互换衣服，表示交叉互换后，等位基因互换了位置，给同一条染色体上的非等位基因创造了重组机会。在一系列问题串的指导下，通过学生的表演，既活跃了课堂气氛，激发学生学习积极性，又可以把抽象问题具体化易于学生理解！可谓一举两得！ 基因重组的意义 设疑：1．基因重组能产生新的基因吗？ 2．对生物的生存有什么意义（有利还是有害） ? 3．自然环境会选择哪些个体生存下来？ 4．基因重组对生物的进化有何意义？ 归纳意义：基因重组是生物变异的来源之一， 对于生物进化具有重要意义。 【及时训练】通过设计两个练习题，让学生体会基因突变和基因重组的本质区别。 基因突变是涉及一对相对性状，而基因重组必须是非等位基因之间的关系，至少涉及两对相对性状。 （六）本节小结 | ||||||
实验课评议活动记录表（四）
时间 | 12.17 | 地点 | 图书馆 | 参加对象 及应到人数 | 4 | 实到人数 | 3 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 评研讨和课活动 | ||||||
活动目的 （范围、方法） | 复习课中概念框架的建构
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活动主要内容 | 毛敏刚：本节课专题复习《基因突变和基因重组》以多媒体和学案为载体，举例说明基因突变的概念、原因、特点；举例说出基因重组的概念、类型；说出基因突变和基因重组的意义。 陈京疆：教学目标明确、科学合理，符合本校学生特点，教学手段先进，充分运用现代教学技术多媒体教学，图文并茂，形象直观，组织学生开展相互讨论，提高学生交流和互助能力，教学效果好。 朱爱卿：本节复习课，课堂结构安排严谨，知识点之间环环相扣，过渡自然，既能对前面所学知识进行总结，又能引出下一问题。建议对知识点内在逻辑关系进一步梳理，不仅仅停留在表面。 章吉：目标明确，教学环节清晰，复习效果较好 | ||||||||
评
价 |
本节复习课概念繁多，部分难以理解，建议构建知识网络图，更关注概念与概念之间的联系及内涵。 | ||||||||
七、课题其他研究活动情况记录（一）
时间 | 11.12 | 地点 | 社团活动室 | 参加对象 及应到人数 | 生物教师6 | 实到人数 | 6 | ||
主持人 | 朱爱卿 | 活动 形式 | 讲座 | ||||||
活动目的 （范围、方法） | 挖掘教材疑点，直面高考真题、校级、研讨
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活动主要内容 | 人教版必修1常见疑点探讨 【经典回顾】（2018年江苏卷1，2分 ） 质疑：淀粉遇碘一定变蓝吗？ 质疑：内质网能合成蛋白质吗？ 质疑：液泡仅存在于植物细胞中吗？ 质疑：纤维素是在高尔基体合成的吗？ 质疑：丙酮酸是如何进入线粒体的？ 质疑：无氧呼吸第二阶段有无能量产生？ 质疑：叶绿体能利用外源ATP吗？光反应产生的ATP只用于暗反应吗？ 质疑：着丝点就是着丝粒吗？ 质疑：碱性染料是碱性的吗？ | ||||||||
感 悟 |
本次讲座表面解答高中生物教学中常遇到的一些疑难问题，实际让我们一线教师认识解决这些问题的方法与严谨的治学态度。 | ||||||||
八、第一学期课题研究工作情况汇总
一．文献研究目录 | |||||||||
序号 | 题 目 | 作 者 | |||||||
1 | 高中生物学核心概念建构的策略与程序 | 周然，苏明学 | |||||||
2 | 高中生物学核心概念教学的微课设计与应用 | 尹文静 | |||||||
二．课题研究活动情况 | |||||||||
序号 | 活动时间 | 活动形式或主要内容 | 效 果 | ||||||
1 | 10.8 | 理论学习（一） | 好 | ||||||
2 | 11.12 | 讲座研讨《挖掘教材疑点，直面高考真题》 | 好 | ||||||
3 | 11.27 | 理论学习（二） | 好 | ||||||
4 | 12.24 | 讲座研讨《浅谈显微镜镜筒下滑的原因和维修》 | 好 | ||||||
三．开设实验（或研究）课情况 | |||||||||
序号 | 时间 | 课 题 | 班级 | 效 果 | |||||
1 | 10.8 | 生命活动的主要承担者-蛋白质 | 高一2 | 好 | |||||
2 | 10.8 | 免疫调节 | 高二7 | 好 | |||||
3 | 11.27 | 降低化学反应活化能的酶 | 高一5 | 好 | |||||
4 | 12.17 | 基因突变和基因重组 | 高二5 | 好 | |||||
四．课题研究成果（教师竞赛、论文发表或获奖） | |||||||||
序号 | 题 目 | 时 间 | 发表或获奖 | ||||||
1 | 《高中生物教学中学生自主学习能力的培养》 | 2019.6 | 发表于《教师教育论坛》 | ||||||
2 | 《基于核心素养的高中生物课堂教学实践》 | 2019.8 | 发表于《高考》 | ||||||
3 | 《初中生物教学中存在的问题与对策研究》 | 2019.12 | 发表于《新课堂》 | ||||||
五．课题研究成果（学生竞赛、作品发表或获奖） | |||||||||
序号 | 题 目 | 时 间 | 发表或获奖 | ||||||
1 | |||||||||
九、第一学期课题研究总结
新课标倡导我们：在解决实际问题的过程中要深入理解生物学的核心概念。核心概念首先是科学概念，而不是可能错误的前科学概念。核心概念是位于学科中心的概念性知识。有人望文生义地把核心概念理解为重要的专有名词，这是片面的。其实，核心概念包括了主干概念、原理、理论、模型等的基本理解和认识，一般用陈述式命题表述更能反映对核心概念的理解。科学而宏观的核心概念是贯穿科学知识的连接线。 部分学生认为高中生物难学，原因一般有二，一是生物学事实和概念繁多，且不断翻新，很难记忆；二是生物课堂知识与旧经验以及生物术语字面意思有较大的矛盾。生物学事实纷繁且多变，但生物学的核心概念却保持相对稳定，所以在教学中，要用科学的核心概念统领生物学众多零碎事实来进行学习和复习，同时纠正前科学概念的误解，这样才能以不变应万变，提高教学的效率。基于高中生物教学的实际，下面列举分析九条宏观的陈述式核心概念。 1 .生命系统各层次都是各组分相互作用、密切配合的整体 系统是彼此间相互联系的组分有规律地结合而成的整体。细胞是最基本的生命系统，细胞内部的各种结构尤其是细胞器，它们功能不同，但在完成复杂生命活动时总要相互联系，密切配合，比如分泌蛋白的合成、加工和运输过程。高等动物个体内环境稳态的维持，离不开神经、内分泌和免疫系统的调控，离不开消化、呼吸、泌尿、循环系统和皮肤器官的协调，它们相互作用、密切配合。生态系统中的生产者、消费者、分解者、非生物的物质和能量，它们只有通过物质循环、能量流动和信息传递而相互作用，密切配合，才能构成统一的整体。 2 .从元素到细胞，从细胞到生物圈，各个系统内普遍具有统一性和差异性（多样性） 元素组成分子，细胞内各种分子有共有的元素，又可有自己独特的元素，比如蛋白质比其它有机物更有可能含有一些独特的微量元素。分子组成细胞，细胞内各种结构有共有的分子，比如蛋白质分布得最广，但某些结构可以具有独特的分子，比如植物细胞壁有纤维素。细胞组成个体，个体内各种细胞有共有的DNA，但由于细胞分化，细胞内会出现差异化的蛋白质，从而引起各种细胞有不同的结构和功能。各种生态系统组成生物圈，圈内各种生态系统都有类似的结构和功能，但具体的无机环境和生物种类总有差别。 3 .生命系统各层次和各个组分的结构与功能总是相适应的 有机物中，蛋白质结构最具多样性，所以功能也最具多样性。细胞膜在功能上能进行囊泡运输和变形运动，所以在结构上应该具有一定的流动性。腺细胞有很强的分泌功能，其细胞结构中，高尔基体就较多。红细胞有携运氧气的功能，而其的结构是饼状且有凹陷，增大了表面积有利于气体交换。神经元有传导兴奋的功能，其结构就有长长的突起。 生态系统的功能是能量流动和物质循环，而完成这些功能需要特定的结构，比如食物链和食物网，成分中必有生产者和分解者。 4. 蛋白质是生命活动的主要承担者，生物体结构的功能复杂程度，主要由它所含的蛋白质的种类和数量决定的 细胞膜的功能越复杂，它上面的蛋白质种类和数量就越多。某种生物膜功能越复杂，其所含的蛋白质也越多，比如线粒体内膜和叶绿体的类囊体膜。所有的细胞器功能不同，但都含有蛋白质。这些事实，与蛋白质的结构和功能最有多样性有关。 5. 生命活动总是离不开最基本的生命系统——细胞 生命活动包括代谢、细胞分裂分化、生长发育、遗传变异和进化、应激性、适应和影响环境等。要独立完成生命活动，最基本的需要就是细胞。单细胞生物依靠单个细胞就能完成各项简单的生命活动。多细胞生物由于细胞分化，由多种功能不同细胞密切配合协调，最终完成生命活动。 6. 生物体的结构和生命活动，归根结底是物质的存在形式和运动变化，能量和信息大多也以物质为载体 生命的本质是物质，这是唯物主义的生命观。生物体没有一种元素是生命所特有的，生命物质是生物通过新陈代谢从自然界的物质同化而来的；生命物质是在生命起源和生物进化过程中，从自然界的物质逐渐发展演变而来的。生物不断地与外界发生着物质、能量和信息交换，生物界并不是孤立的，而是与非生物界有着紧密联系的物质世界的有机组成部分。 物质都是运动的。从生物个体上看，生命物质在不断地进行着新陈代谢；从生物进化上看，生命物质在保持基本稳定的同时，又不断地在变化和发展。 能量和信息的本质一般也是物质。化学能储存在能源物质中，经光合作用合成而储存，又经呼吸作用分解而释放，细胞最直接的能量物质是ATP。信息的载体也是物质，比如遗传信息储存于核酸中，调节信息存在于激素、神经递质和淋巴因子等物质中，生态系统的化学信息存在化学物质如信息素中。 7. 科学发展总是在实验、观察、推理和想象的基础上提出假说，又通过利用巧妙的方法和技术进一步实验来检验和修正假说 细胞学说建立的过程、生物膜结构模型的探索历程、酶本质的探索历程、光合作用的探究历程、遗传因子（基因）及其规律的发现历程、基因在染色体上的假说提出和证明过程、进化学说的不断提出和修正过程、高等动物激素调节的发现、植物生长素的发现等等。高中生物教材中几乎所有与生物科学史有关的内容，都遵循着假说演绎这一主线来进行的。 8. 生物体的遗传物质通过中心法则，控制蛋白质的合成，进而通过影响结构或代谢，最终与环境共同决定性状，才能表现出遗传、生长发育、变异、疾病和进化等现象 大多数生物遗传物质是DNA，DNA通过复制传递遗传信息，通过转录和翻译表达遗传信息。蛋白质作为生命活动的主要承担者，从结构或代谢两个方面影响性状，但性状还要受环境的影响。遗传现象本质上是遗传物质的传递。生长发育是基因在不同时间和空间选择性表达的结果。可遗传的变异本质上是遗传物质的改变。疾病尤其是遗传病主要与遗传物质有关，进化的本质是环境对生物自然选择过程中种群遗传物质中基因频率的改变。 9. 生命系统各层次自身稳态的实现，离不开系统内物质、能量和信息三方面的变化、转换和交流，以及反馈调节 高等动物个体要实现稳态，相关物质含量要保持相对稳定，比如血糖、水和无机盐的动态平衡。物质的摄取和排泄，能量的储存和消耗，都离不神经和内分泌相关信息分子对靶细胞的调节，而在调节中普遍存在反馈调节，如甲状腺激素的含量调节。 生态系统要实现稳态，物质循环、能量流动和信息传递都要正常运转，各组分要相互制约，离不开负反馈调节，如捕食者和被捕食者之间的负反馈调节使它们在数量上保持相对稳定。 10 . 核心概念的教学策略 10.1运用概念图解决核心概念的层次问题 概念图不但可以清晰表征概念的内涵层级结构，还可以延展概念外延所包含的多种个例。 构建概念图的步骤：确定核心概念；罗列概念并排序；制作概念图；用线连接各概念，并在线上写连接词；打不同分支概念的横向关联；重新整理概念图。 10.2科学史解决核心概念生成性问题 可以加深对核心概念的理解，使学生对核心概念的形成、发展过程有所了解，也使学生对蕴含的科学方法等有全面的收获。 10.3运用认知冲突策略实现概念转变 主要是和学生已有的前概念认识冲突，如呼吸和细胞呼吸，也有一些是和初中教学认知不同的冲突，如酶的概念。 10.4运用情境创设策略促进感性认识 可以通过生活日常情境、生物科技情境、生产实践情境等。 高中生物的核心概念远不止这些宏观层面的，具体到各个章节，都有各自微观层面的核心概念。核心概念的建构，离不开哲学思想和科学史，离不开类比、概括和归纳等方法。生物学事实和一般概念就像零碎的珍珠，它们并不是乌合之众，只要用核心概念统领它们，把它们串成美丽的项链，就能让生物教学有序而高效地进行。
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