高中《生物技术实践》教学“做与导”的创新策略

1、.高中?生物技术理论?教学“做与导的创新策略“选修1生物技术理论是与消费理论亲密相关的一部分内容,根本都需要实验操作,且每个实验的操作都有难度,此外还关联着一些其他方面的知识。因此这部分内容教学难度大,学生的学习难度也很大。美国心理学家布鲁纳说:“学习的最好动机,乃是对所学教材本身的兴趣。为了更好地组织这部分内容的教学,笔者结合书本的“课题背景,恰当地引入对调动学生探究的积极性起着非常重要的作用。笔者在“DNA的粗提取和鉴定实验中,采用如下方式引入:1953年,美国科学家沃森和英国克里克创造性地构建出DNA的双螺旋构造模型。科学开展到今天,DNA作为绝大生物体内的遗传物质,已经是众所周知,科学

2、家从各种生物体内成功地提取到了DNA。那么同学们有没有兴趣知道DNA到底是怎样的物质呢?通过这节课的实验,我们将走近DNA,揭开DNA神秘的面纱,真切地感受DNA的存在。学生只有产生了强烈需要和浓重兴趣的学习活动,才能有效地增进开展,这样的学习过程才是高效的、智慧的、灵动的。2 构建互动课堂,培养学生探究才能2.1 “做中学?选修1·生物技术理论?是一门理论课程,要求老师组织学生通过实验设计和操作理论,进展科学的探究活动,但并不意味着动手的同时不动脑,强调“做中学,期望通过学生自己积极考虑,不断提升学生的思维品质。与所有其他生物课程的区别在于,每个课题都要求制作产品,且产品根本均为物

3、质实体如葡萄酒、果醋、DNA、提纯的血红蛋白等,每个课题应围绕怎样做、怎样做得更好进展。即使是科学原理和实验技术的学习如微生物的实验室培养也应围绕着“做进展,即“学围绕着“做。老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,让学生在“做中体会科学探究的魅力。2.2 “做与导老师的“导在教学过程中担当了重要的角色,如何在实验教学中将“做与“导有机结合,这其中很重要的是设计相关的教学问题。设计问题非常重要,问题设计得好,有利于学生深化考虑和讨论,促进学生学习活动的有效进展;设计得不好,就有可能会使学习活动流于形式。对于学生而言,选修1的教学内容以及学习方式是全新而陌生的,而且在学习的过程

4、当中,遇到的问题肯定比较多而且棘手,因此本节课适于采用小组合作探究的方式教学。合作学习使学生在小组或团队中为了完成共同的任务,而进展明确的责任分工,从而进展互助性学习。详细施行过程如下:1 前期准备。 分组准备:前期的准备工作主要是进展分组。常见的分组方式是按照座位地点划分,这样的分组方式有利于学生互相交流,且操作简便。弊端是各个组的学习情况、学生讨论程度、才能不同,可能会出现各种问题。首先,有可能出现有的小组讨论很剧烈,而另一组很沉闷,致使合作学习不平衡现象;其次,不利于对学习小组进展考核。因此,笔者即按照学生学习情况、讨论程度、才能不同进展平衡划分组。为了便于学生讨论交流,在生物课堂上按照

5、新组就座,形成学习小组。一般以46组为宜每组的人数不宜太少,否那么不容易分工,也不宜太多,否那么讨论比较困难。 教学准备:教学准备主要是指老师在上课前所需要完成的准备工作,尤其是课堂上老师准备让学生完成学习任务的前期准备工作。主要包括教学设计,实验材料、器具的准备,每个环节都需要老师考虑周全。2 学习过程。 实验原理是一个实验的指挥棒,可以让学生自主阅读书本,在组内加以汇总、归纳分析,为后面的自主进展实验设计打下根底。同时老师也要鼓励学生提出一些小问题,培养学生的质疑意识。设计根本思路是:利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异如不同物质在溶解性,对酶、温度、洗涤剂等的耐受

6、性等方面的差异,提取DNA,去除其他成分。 实验过程的引导是重头戏。在整个实验教学过程中,是以学生为主体完成的,各项教学活动主要都是在教学小组内完成。但是在教学过程中,老师显然不能是旁观者,而要融入其中,否那么就无法对课堂进展指导。老师的主要作用是通过设计一系列问题的方式引导学生去探究、阅读、讨论,并且负责答疑和引导。老师要引导学生通过实验,不仅掌握某项详细生物技术,而且通过理论领悟科学研究的一般过程,将学生的自主性与老师的引导有机地交融,同时浸透科学方法的训练,表达对学生科学探究才能的全面培养。详细引导过程如下: 实验材料的选择。提供几组实验材料:菜花、猪肝、鸡血、精子、豌豆、香蕉、菠菜、洋

7、葱、猕猴桃、鱼卵、猪血。什么样的实验材料合适提取DNA?你打算选用什么实验材料,理由是什么?你也可以同时用23种实验材料,最后比较哪种材料中DNA的含量更高。学生讨论:但凡有DNA的生物都可以作为本实验提取DNA的材料,即菜花、猪肝、鸡血、精子、卵子都可以。精子、卵子等中虽然有DNA,但精子、卵子的DNA含量和体细胞相比减半,提取到DNA含量相对减少,因此,可以选择菜花、猪肝、鸡血。鸡血是最正确选择。理由是菜花是植物,要得到DNA需要经过研磨这道程序,猪肝组织块也需要研磨。而鸡血有以下优点:核DNA含量丰富;吸水易胀破。 血细胞液的制备。提供从市场上买来的鸡血,让学生考虑:取血过程如何解决凝血

8、问题?选用鸡血好吗,为什么?用什么方法得到血细胞液呢?学生讨论结果:加抗凝剂如柠檬酸钠解决凝血问题。鸡血的DNA主要存在于血细胞中,而血浆中几乎无DNA。因此,想方法把血浆去掉,得到的血细胞液中DNA含量就高了。离心或放冰箱冷藏静置,除去上清液,即得鸡血细胞液。 提取核物质。考虑:DNA存在于血细胞里,要得到DNA,得想方法让DNA从细胞里释放出来,有什么方法吗?学生讨论:方案一:用玻璃棒把细胞打碎。可以在血细胞里加蒸馏水,这样血细胞被水胀破,同时用玻璃棒搅拌,DNA就释放出来了。方案二:可以用洗涤剂把细胞膜瓦解的方法。在讨论的根底上,老师引导学生尝试用简便,可行的方法来进展提取核物质这一步实

9、验。学生动手操作,老师巡视、质疑:你觉得如今烧杯中有那些物质了?有释放出来的核物质如DNA、蛋白质,还有破碎的膜碎片如何将它们别离呢?用纱布过滤,去滤液你觉得得到的滤液中可能含哪些物质呢?老师引导学生,结合原理分析讨论:除去了膜碎片等较大的杂质,滤液中应该有DNA、蛋白质、脂质等物质。如何进一步分开它们呢?说出理由。学生讨论:方案一:可以直接在滤液中加嫩肉粉,因为嫩肉粉中的蛋白酶可将滤液中的蛋白质分解而得到DNA。方案二:可以利用DNA在2 mol/L的NaCl溶液中溶解度大,可析出蛋白质的特点,别离得到DNA。方案三:通过将温度控制在6080,使蛋白质变性而DNA不变性的特点,别离得到DNA

10、。师:同学们说得很有道理,你可以选择合适自己的简便易行的方案操作。学生动手操作,老师及时指导。 溶解核内DNA。师:在很多学生都想到了利用DNA在NaCl滤液中的溶解度别离DNA和其他物质的根底上,假如你采用的也是该方法,如何从浓盐中得到DNA呢?学生讨论:DNA在0.14 mol/L的NaCl溶液中溶解度最小;可直接在刚刚的浓盐烧杯中加蒸馏水,降低DNA溶解度使DNA析出;可进一步用纱布过滤,从纱布上得到DNA的黏稠物。师:你觉得加蒸馏水需要注意哪些方面?学生讨论:蒸馏水不是越多越好。当NaCl溶液到达0.14 mol/L时,再加蒸馏水就会使析出的DNA又溶解了;为了保证得到DNA的量,要缓

11、慢加蒸馏水,待丝状物不再析出,就要停顿加蒸馏水。师:同学们得到的丝状物有的组多,有的组少,能分析一下原因吗?哪些步骤的操作会影响到丝状物集中?学生讨论:可能是第一次加蒸馏水,没有充分搅拌让细胞破裂;过滤操作不标准,损失了DNA;第二次加蒸馏水时没有控制好,过少或过多;玻璃棒搅拌的力度过大,将DNA打碎了。老师总结:每一步都是影响实验失败的因素,同学们一定要认真分析,注意操作的原理及其本卷须知,把握好细节,才能走向成功。进一步质疑:成功得到丝状物的小组同学认真考虑,此时的丝状物不是很纯洁,如何进一步提纯呢?冷酒精对析出DNA作用大吗?学生讨论:DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精。为了到达进一步

12、提纯的目的,还要把丝状物用2 mol/L的NaCl先溶解,进展过滤,再采用刚刚的方法即可;冷酒精加速了DNA的析出,进步了效率。学生动手操作,在操作中及时反思实验设计,同时老师鼓励学生自主研习和设计实验方案。此外,教材还有大量的旁栏问题,大多是引导学生考虑“应该怎样做以及“为什么要这样做的,老师要灵敏应用。3 评价总结及批判性研究。?必修·生物技术理论?要求学生积极参与探究的全过程,评价主要包括:学习的积极性和态度、课堂教学的参与程度、操作的认真性和参与程度、实验成果的展示,实验报告的完成情况、方法改进等方面。如何对学生的学习情况进展合理评价,在教学理论中,老师应根据实际情形确定准确

13、和可操作的评价体系。就DNA粗提取和鉴定实验是一个定量分析定性检测实验。其生化实验的复杂性决定了学生必须对该实验的操作要点和详细步骤作出必要的归纳总结,才能对实验流程作一个整体把握。老师应鼓励学生积极开拓思维,从不同的研究角度大胆地进展创新研究,让学生在评判诸如选材的优劣、操作的繁简、实验的改进、失败的原因分析等方面问题的过程中,愉快而轻松地学习。学生在小组讨论后,将本节课的收获总结如下: 一个目的:在体验科学思维的过程中提取和鉴定DNA。 两次用蒸馏水:蒸馏水破膜提取核物质和蒸馏水稀释析出DNA。 三次过滤:过滤核外物质,过滤DNA核蛋白,过滤DNA。 四个:DNA提取,设计思路,科学思维和

14、研究性学习。通过研究性学习,学生在发现问题、分析问题、处理问题的过程中,能不断领悟科学思想和掌握科学方法,并以极大的探究乐趣主动地去探究生命的奥秘。 五次搅拌:第1步同方向加力搅拌,第3、5、7步同方向轻缓搅拌。 六种溶液:主要有柠檬酸钠液、酒精液、二苯胺液、甲基绿液、0.015 mol/L和2 mol/LNaCl溶液。 七种探究形式:本实验可尝试性拓展为探究性实验。改型后主要参考课题有: 探究使用鸡的不同组织材料进展实验时的实验效果。 探究蒸馏水量引起的鸡血细胞在不同低渗状态下的破裂程度。 探究DNA在不同质量分数氯化钠溶液中的溶解度并绘出曲线图。 探究DNA鉴定过程中不同水浴温度对显色的影

15、响。 探究沉淀DNA时不同温度的酒精对沉淀量的影响。 探究过滤过程中纱布层数对最终提取物量的影响。 探究使用玻璃烧杯、试管与使用塑料制品对DNA提取量的影响。 八个步骤:提取过滤溶解过滤再溶解再过滤提纯鉴定。4 教学反思通过“做与“导可以锻炼学生解决实际问题的才能,缩小理论与理论的间隔 。与必修教材中片断式的探究活动相比,课题展现的是更加真实、丰富和完好的科学探究情境。学生拥有选择课题,理解、分析背景知识,理顺研究思路,设计实验流程,标准操作到评价结果的独立自主权。又由于课题最终需要获取某项“产品,因此使学习具有实战演练的性质。此教学方式有助于学生构建综合的知识体系。课题的构建基于详细问题的解决,而问题的解决方法往往是泛学科的,这就促使学生各方面的知识以解决问题为核心,产生互相联络。例如,该实验中就涉及到许多物理和化学知识的应用。此教学方式有助于学生养成终身学习习惯。课题的完成要求学生针对问题,自学相关知识,运用科学方法,遵循根本的原那么和要求,做出实验决策,并最终消费出“产品。这一过程可以培养学生的自