高中生物选修1“生物技术实践”教材教法简介-2.ppt

普通高中课程标准实验教科书选修1 生物技术实践 教材教法简介 一 上世纪50年代 生命科学研究进入到了分子水平 这样的进展是伴随着生物技术的迅猛发展而来的 现在生物技术已经深入到我们社会生产和生活的众多领域 这是生物学发展历史的总趋势 从高中教育来看 给一部分同学设置了这门选修课程 体现了课程的时代性 也使学生在进入社会的时候 能够对生物技术有更多的关注 在我们的科学教育里边不能没有技术的地位 事实上 在实施生物大纲教材的过程中就有很多教师做了生物技术实践方面的尝试 比如在研究性学习中 在校本选修课程中 一 研读新课标 对 生物技术实践 的教学准确定位 一 对课标的解读选修模块设计的指导思想 选修模块是为了满足学生多样化发展的需要而设计的 有助于拓展学生的生物科技视野 增进学生对生物科技与社会关系的理解 提高学生的实践和探究能力 课标中 课程设计思路 可见 选修模块的设置体现了普通高中生物新课程的选择性 其目的是促进学生在知识 情感 能力等方面的继续学习和提升 本模块是实验课 所说的生物技术 是指广义的生物技术 而不限于 甚至主要不是 现代生物技术 内容包括微生物的利用 酶的应用 生物技术在食品加工中的应用和生物技术在其他方面的应用四部分 教师应根据本校的条件 指导学生选做本模块中的5 7个实验 普通高中生物课程标准 实验 内容标准 生物技术实践模块重在培养学生设计实验 动手操作 收集证据等科学探究的能力 增进学生对生物技术的了解 本模块适于继续学习理工类专业或对实验操作感兴趣的学生学习 普通高中生物课程标准 实验 课程设计思路 定位 生物技术实践 模块是实验课 是以学生为主体 通过实验设计和操作实践来学习科学探究的选修实验课 是在教师指导下 尊重学生的选择 由学生自主 合作 探究完成的选修实验课 在课的进行中要渗透科学 技术 社会方面的教育 学校教师要为学生的选择实验提供指导和相应的支持 使学生在 做 实验的过程中提升实验探究的能力 二 课程标准要求的课程内容微生物的利用酶的应用生物技术在食品加工中的应用浅尝现代生物技术 微生物的利用 酶的应用 生物技术在食品加工中的应用 生物技术在其他方面的应用 三 生物技术实践 模块的意义和价值 高中生物课程设置了 生物技术实践 选修模块 这种专门开设以技术实践为主题的课程在我国高中生物学教学史上是前所未有的 其意义在于全面提高学生的科学素养和技术素养 满足学生多样化发展的要求 本模块的教育价值 1 较全面 真实地培养学生的科学探究能力学生拥有从选择课题 了解背景知识 理顺研究思路 设计实验流程 规范操作到评价结果的独立自主权 并且最终要获取产品 而不是仅仅为了验证结论或寻求答案 2 集中培养学生的技术设计能力理解技术设计基本过程 发现和明确问题 制定设计方案 实施设计方案 结果分析和评价 表达和交流技术流程图的制作技术装置的设计和评价对技术系统及技术控制的理解 技术流程图示例 3 较严格地 多方位地培养学生的实际操作能力各课题的操作对象和方法技能多种多样 操作上的差之毫厘 会导致结果的失之千里 还有操作不当引起的安全问题 需要 认清操作的目的和原理 了解操作对象和工具的性质 熟悉操作的程序和要领 观察和分析结果 杜绝安全事故 4 拓展和加深对生物科学技术知识的理解生产和生活中与课题研究有关的背景知识 实验的生物学原理 操作的原理 有关的理化知识 与必修模块不同的是 本模块是为了应用去获取知识 在实践过程中去理解知识 目的性更强 5 领悟科学 技术 社会的相互关系 凸显科技价值观的教育深入体会科学和技术的性质深入体会科学和技术的价值和局限性深入体会科学与技术的相互支持深入体会技术是科学应用于社会的桥梁深入体会技术是人的感官和肢体的延伸 大大加强人类干预自然的能力 6 砥砺科学精神 强化科学态度 张扬创新精神 实做过程中 需要一丝不苟 百折不挠 埋头苦干 求真务实 谦虚谨慎 严格要求 从课标中具体内容标准所用的目标行为动词可以看出 本模块为学生自主创新留出极大空间 二 课程教材特点技术性 实践性基础性 时代性多样性 选择性 一 生物技术 微生物 1917年匈牙利工程师KarlEreky首次提出 指用甜菜大规模养猪 即利用生物将原材料转变为产品 1982年 国际合作及发展组织重新定义 是应用自然科学及工程学原理 依靠微生物 动物 植物体作为反应器 将物料进行加工以提供产品来为社会服务的技术 传统生物技术 主要是通过微生物的初级发酵来生产商品 现代生物技术 1973年 第一个DNA重组实验成功 此后 以DNA重组技术为核心的现代生物技术兴起 生物技术的构成 本模块是实验课 这里所说的生物技术是广义的 广义的生物技术指人类以经验为基础 改造生物及其功能的技术 如植物引种培育 动物良种选育 发酵食品的制作等 狭义的生物技术是指人类以现代生物学 生物化学等特别是分子生物学为基础 在细胞水平和分子水平直接改造和利用生物及其生命活动的技术 如组织培养技术 克隆技术 DNA重组技术等 教材中所涉及到的生物技术 传统发酵技术 如酿葡萄酒 制作腐乳和泡菜等微生物培养技术植物的组织培养技术植物有效成分的提取细胞的固定化 PCR和蛋白质技术等现代生物技术 微生物 微生物是形体微小 单细胞或个体结构简单的多细胞或无细胞结构的低等生物的通称 它不是分类学上的名词 微生物包括的范围也不能仅以体形大小来论 微生物是地球上最古老的生命 地球的年龄为46亿年 发现了32亿年前的细菌化石 如铁细菌 蓝细菌等 岩石层中发现远古细菌活动痕迹 从地质年代推算 最早的细菌在35亿年前已经出现 直到现在 10亿年前才有了原生动物和植物 目录 走近生物技术专题1传统发酵技术的应用专题2微生物的培养与应用专题3植物的组织培养技术专题4酶的研究与应用专题5DNA和蛋白质技术专题6植物有效成分的提取 二 本套教材的呈现方式 由专题和课题组成 意在体现课程标准对本模块的要求 本模块的主要特点是突出了科学探究和操作实践 兼顾了背景知识和科学原理的介绍 体现学生的选择 自主 合作 探究 渗透科学思维 科学方法的训练 归纳 演绎 类比等思维的方法 重复和对照的设计 通过引导学生设计实验来训练科学方法 正文和旁栏中的思考题大多围绕科学方法来设计 实验室工作的有关规定或相关资料集于附录 生物学实验室基本安全规则 生物学实验中常用的国际单位 常用培养基的配方 常用的消毒灭菌方法 常用化学抑制剂 课题结构简析 课题背景 从生产和生活出发 突出了与学生生活经验的联系 并高度注意某项生物技术与社会生活 或生产 或发展的关系 让学生明白研究此课题的意义并调动学生探究的积极性 课题结构简析 融基础知识 实验设计和操作提示于一体 实际上提示学习过程 或教学过程 应关注知识和能力的统一 思维和实践的统一 学科学 做科学 用科学的统一 基础知识 阐明引课题的科学原理和基本方法实验设计 提供实验流程图和参考资料 引导学生自主设计操作提示 操作层面的指导性建议 课题结构简析 结果分析与评价 分析结果 得出结论 以评价为杠杆 引导学生总结和反思 倾听不同意见 不断进取 评价又以学生自我评价和教师评价相结合 最终确定是否获得了该课题应得的学分 使考核落到实处 课题结构简析 课题延伸和相关链接体现了学习的开放性 鼓励有兴趣 有相应潜质的学生 得到进一步的发展 课题延伸 纵向拓展相关链接 横向联系 三 教学建议 一 通过教学要实现的目标1 多方位地培养学生的探究能力和实际操作能力本模块教材中的课题 能否出色地完成 既依赖于实验方案设计的正确 还需一丝不苟的 精确而细致的操作 为此 应注意 在以下方面 教师对学生应严格要求 这将有利于提升学生的实际操作能力 并保证课题的完成 认清操作的目的和原理了解操作对象和工具的性质熟悉操作的顺序和要领观察和分析操作的效果多次练习操作的要领 熟能生巧杜绝操作中的安全事故教师应充分发挥指导和示范作用 并把操作能力细化为形成性评价的一部分 2 拓展和加深对生物科学技术知识的理解本模块的教学内容 并非实验指导手册那样简单 例如微生物的培养 纯化 分离和应用 对于中学生来说 完全是新的知识内容 植物组织培养 酶的固定化 DNA片段的PCR扩增等包涵着现代生物科学技术的基础知识 植物有效成分的提取中有许多物理和化学知识的应用 即使是与生活密切相关的传统发酵技术和酶制剂的应用 也需要复习有关的基础知识 技术操作的本质也是知识 原理的应用 拓展和加深对生物科学技术知识的理解 其教育价值仍不应忽视 与其他必修 选修模块不同 本模块的学习是为了应用去获取知识 在实践过程中理解知识 目的性更强 也因此会理解得更透彻 掌握得更牢固 3 从实际出发选择课题 生物技术实践 中的课题从传统发酵技术到现代分子生物技术都有所涉及 可谓 基础 与 现代 并重 但应明确 无论课题针对的是哪项具体技术 它都同样能够培养学生的科学探究能力 课题的教育价值并不因为技术是现代技术或是传统技术而提升或降低 教师在选择课题时 不要追求时髦 应该结合本地教学资源的实际情况做出合理取舍 4 学 围绕 做 生物技术实践 与所有其他生物课程的一大区别在于 几乎每个课题都要求制作产品 除个别情况外 产品均为物质实体 如葡萄酒等 每个课题应围绕怎样做 怎样做得更好进行 即使是科学原理和实验技术的学习 也应围绕着 做 进行 教师在教学中要摆脱传统教学习惯的影响 将 做 摆在核心位置 让 学 围绕 做 5 自学为主 指导为辅 生物技术实践 强调学生的自主性 提倡自学和探究 教师在教学过程中需要保证学生的主体地位 在基础知识 实验设计 实验操作等各环节都要让学生动起来 同时又要发挥好指导作用 注意进程控制 及时给予提示和指导 避免学生陷入无助或盲动的困境 6 确定有效评价体系 生物技术实践 要求学生积极参与实验的全过程 主要包括实验操作 结果分析 方法改进等多个环节 如何对学生的学习情况进行合理评价是一个值得深入研究的问题 在教学实践中 教师应根据实际情形确定准确和可操作的评价体系 二 制定切实可行的教学计划 教学计划应该包含以下的主要内容 1 本学期计划完成哪几个实验 结合当地的实际情况和学校已有的实验条件考虑 2 各个实验需要多少课时完成 每个课时应该安排哪些内容 教师应提前将这些实验做一遍 3 各个实验需要准备哪些实验仪器和实验材料 包括实验药品 哪些仪器必须提前购买 购买的数量为多少 4 哪些实验需要教师提前做好准备 需要做好哪些准备 5 各个实验教学的顺序怎样安排 6 如何评价学生的学习情况 三 教学过程设计的建议 1 让学生先自学有关基础知识 弄清原理 再设计实验 设计实验过程中需要通过各种途径收集资料 2 教师对实验设计方案进行审核 提出修改意见 3 由学生进行实验 记录结果 获得产品 写出实验报告 在班上交流 4 教师要帮助学生准备有关实验器具材料 组织讨论 作出评价 四 组织好 生物技术实践 教学活动 1 充分利用已有的资源 课内和课外相结合 例如 腐乳的制作 腐乳的制作涉及的时间较长 需要三到五天进行初期发酵 后期发酵也需要七天左右 由于涉及的时间较长 从操作层面上讲 原理的学习在课堂上完成 但具体的实践需要学生在家里完成 如何利用学生家里已有的资源 让学生在家里和父母一起制作腐乳 既激发了学生的学习兴趣 提高了学生的操作技能 加深学生对原理的理解 使学生获得成功的满足感 同时又可以加深学生与父母之间的情感沟通 2 精心安排实验方案 做到井然有序 例如 微生物的实验室培养 微生物实验涉及的仪器特别多 而且老师带领班级也挺多 如何在限定的时间内有效地安排班级实验顺序避免操作的一些失误 希望老师认真组织和安排 如 班与班之间的衔接 观察的时