本堂课的内容为人教版选择性必修三第3章第4节《蛋白质工程的原理和应用》。

课前，通过精心设计导学案，引导学生自主预习，记录疑惑，为课堂教学奠定基础。

课中，以胰岛素生产研发历程为情境开启序幕并通过重组人胰岛素制剂起效慢的问题引出蛋白质工程的必要性。学生们通过合作探究和实践体验“设计起效更快的胰岛素蛋白质结构”“利用偏好密码子表推测目的基因序列”和“通过设计定点突变引物获取目的基因”三个课堂活动，体验了蛋白质工程的操作流程，深刻理解了蛋白质工程的逆向思维逻辑，并据此总结蛋白质工程的定义。根据课前收集的同学们产生疑惑较多的部分“如何依据需求改造蛋白质”，明确了蛋白质工程的难点，并展示了随着技术发展最新的解决方案，“冷冻电镜技术”解析蛋白质结构和“Alpha fold3预测蛋白质的结构和功能”。

课后，为满足不同学生的学习需求，在巩固知识基础上拓展思维，特布置分层作业。面向全体同学，聚焦实际问题解决，要求结合所学知识，针对糖尿病患者注射频次高的痛点，尝试设计起效时间更长的胰岛素方案。面向学有余力且兴趣浓厚的同学，在基础任务之上，额外提供前沿文献资料，引导其深入了解 AlphaFold3 的工作原理，以及该技术为蛋白质工程领域带来的革命性变革。

基于“教学评一体化”的“三导四学”课例实践中，课程以胰岛素研发为情境纽带，将生命观念、科学思维、科学探究与社会责任四大核心素养贯穿始终，通过呈现现代生物技术在蛋白质工程领域的实际运用与前沿进展，引导学生体悟科学研究的严谨性与系统性。课堂既夯实知识基础，又以真实情境滋养核心素养，为生物学教学提供了情境化培育素养的范例，助力学生的综合素质提升。

党的二十大报告明确提出，实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑，强调教育、科技和人才的基础性、战略性支撑作用。

本堂课设计基于湖南省教育科学规划“十四五”重点资助课题《新时代中学生健康生活素养提升校本项目设计和实践研究》，属于科学教育的学科融合校本课程，以当今社会癌症中的“头号杀手”——肺癌引入。学生通过分析细胞周期的物质合成，分析抑制癌细胞增殖的思路，并通过资料完善化疗药物的作用原理，得出化疗药物不能特异性杀伤癌细胞的缺点，进而激发学生的好奇心和创新热情，寻找能够特异性杀伤癌细胞的靶向治疗药物。

第一代靶向药物相比化疗疗效更好，副作用小，但有结合不紧密的问题。第二代靶向药物采用共价键结合，但副作用更明显且产生了耐药性突变。第三代靶向药物疗效好副作用小，但仍难以克服耐药性突变的问题。位点设计、时间经费、动物模型、临床样本，种种困难导致第四代靶向药物研发困难。学生在对每一代靶向药物的疗效、问题、对策的探讨中碰撞思维，锻炼逻辑思维能力、批判性思维能力和创新思维能力。最后学生通过了解肺癌的治疗已经有多种方案，对攻克癌症建立信心，倡导健康的生活方式。

整堂课以认识肺癌——药物化疗——靶向治疗——健康生活为主线，注重培养学生对科学现象的好奇心和观察力，培养学生科学思维和探究能力，引导学生运用科学方法解决实际问题，培养学生创新潜质，让学生了解科学的魅力。