高中生物選修1“生物技術實踐”教材教法簡介-2.ppt

普通高中課程標準實驗教科書選修1 生物技術實踐 教材教法簡介 一 上世紀50年代 生命科學研究進入到了分子水平 這樣的進展是伴隨著生物技術的迅猛發(fā)展而來的 現(xiàn)在生物技術已經深入到我們社會生產和生活的眾多領域 這是生物學發(fā)展歷史的總趨勢 從高中教育來看 給一部分同學設置了這門選修課程 體現(xiàn)了課程的時代性 也使學生在進入社會的時候 能夠對生物技術有更多的關注 在我們的科學教育里邊不能沒有技術的地位 事實上 在實施生物大綱教材的過程中就有很多教師做了生物技術實踐方面的嘗試 比如在研究性學習中 在校本選修課程中 一 研讀新課標 對 生物技術實踐 的教學準確定位 一 對課標的解讀選修模塊設計的指導思想 選修模塊是為了滿足學生多樣化發(fā)展的需要而設計的 有助于拓展學生的生物科技視野 增進學生對生物科技與社會關系的理解 提高學生的實踐和探究能力 課標中 課程設計思路 可見 選修模塊的設置體現(xiàn)了普通高中生物新課程的選擇性 其目的是促進學生在知識 情感 能力等方面的繼續(xù)學習和提升 本模塊是實驗課 所說的生物技術 是指廣義的生物技術 而不限于 甚至主要不是 現(xiàn)代生物技術 內容包括微生物的利用 酶的應用 生物技術在食品加工中的應用和生物技術在其他方面的應用四部分 教師應根據本校的條件 指導學生選做本模塊中的5 7個實驗 普通高中生物課程標準 實驗 內容標準 生物技術實踐模塊重在培養(yǎng)學生設計實驗 動手操作 收集證據等科學探究的能力 增進學生對生物技術的了解 本模塊適于繼續(xù)學習理工類專業(yè)或對實驗操作感興趣的學生學習 普通高中生物課程標準 實驗 課程設計思路 定位 生物技術實踐 模塊是實驗課 是以學生為主體 通過實驗設計和操作實踐來學習科學探究的選修實驗課 是在教師指導下 尊重學生的選擇 由學生自主 合作 探究完成的選修實驗課 在課的進行中要滲透科學 技術 社會方面的教育 學校教師要為學生的選擇實驗提供指導和相應的支持 使學生在 做 實驗的過程中提升實驗探究的能力 二 課程標準要求的課程內容微生物的利用酶的應用生物技術在食品加工中的應用淺嘗現(xiàn)代生物技術 微生物的利用 酶的應用 生物技術在食品加工中的應用 生物技術在其他方面的應用 三 生物技術實踐 模塊的意義和價值 高中生物課程設置了 生物技術實踐 選修模塊 這種專門開設以技術實踐為主題的課程在我國高中生物學教學史上是前所未有的 其意義在于全面提高學生的科學素養(yǎng)和技術素養(yǎng) 滿足學生多樣化發(fā)展的要求 本模塊的教育價值 1 較全面 真實地培養(yǎng)學生的科學探究能力學生擁有從選擇課題 了解背景知識 理順研究思路 設計實驗流程 規(guī)范操作到評價結果的獨立自主權 并且最終要獲取產品 而不是僅僅為了驗證結論或尋求答案 2 集中培養(yǎng)學生的技術設計能力理解技術設計基本過程 發(fā)現(xiàn)和明確問題 制定設計方案 實施設計方案 結果分析和評價 表達和交流技術流程圖的制作技術裝置的設計和評價對技術系統(tǒng)及技術控制的理解 技術流程圖示例 3 較嚴格地 多方位地培養(yǎng)學生的實際操作能力各課題的操作對象和方法技能多種多樣 操作上的差之毫厘 會導致結果的失之千里 還有操作不當引起的安全問題 需要 認清操作的目的和原理 了解操作對象和工具的性質 熟悉操作的程序和要領 觀察和分析結果 杜絕安全事故 4 拓展和加深對生物科學技術知識的理解生產和生活中與課題研究有關的背景知識 實驗的生物學原理 操作的原理 有關的理化知識 與必修模塊不同的是 本模塊是為了應用去獲取知識 在實踐過程中去理解知識 目的性更強 5 領悟科學 技術 社會的相互關系 凸顯科技價值觀的教育深入體會科學和技術的性質深入體會科學和技術的價值和局限性深入體會科學與技術的相互支持深入體會技術是科學應用于社會的橋梁深入體會技術是人的感官和肢體的延伸 大大加強人類干預自然的能力 6 砥礪科學精神 強化科學態(tài)度 張揚創(chuàng)新精神 實做過程中 需要一絲不茍 百折不撓 埋頭苦干 求真務實 謙虛謹慎 嚴格要求 從課標中具體內容標準所用的目標行為動詞可以看出 本模塊為學生自主創(chuàng)新留出極大空間 二 課程教材特點技術性 實踐性基礎性 時代性多樣性 選擇性 一 生物技術 微生物 1917年匈牙利工程師KarlEreky首次提出 指用甜菜大規(guī)模養(yǎng)豬 即利用生物將原材料轉變?yōu)楫a品 1982年 國際合作及發(fā)展組織重新定義 是應用自然科學及工程學原理 依靠微生物 動物 植物體作為反應器 將物料進行加工以提供產品來為社會服務的技術 傳統(tǒng)生物技術 主要是通過微生物的初級發(fā)酵來生產商品 現(xiàn)代生物技術 1973年 第一個DNA重組實驗成功 此后 以DNA重組技術為核心的現(xiàn)代生物技術興起 生物技術的構成 本模塊是實驗課 這里所說的生物技術是廣義的 廣義的生物技術指人類以經驗為基礎 改造生物及其功能的技術 如植物引種培育 動物良種選育 發(fā)酵食品的制作等 狹義的生物技術是指人類以現(xiàn)代生物學 生物化學等特別是分子生物學為基礎 在細胞水平和分子水平直接改造和利用生物及其生命活動的技術 如組織培養(yǎng)技術 克隆技術 DNA重組技術等 教材中所涉及到的生物技術 傳統(tǒng)發(fā)酵技術 如釀葡萄酒 制作腐乳和泡菜等微生物培養(yǎng)技術植物的組織培養(yǎng)技術植物有效成分的提取細胞的固定化 PCR和蛋白質技術等現(xiàn)代生物技術 微生物 微生物是形體微小 單細胞或個體結構簡單的多細胞或無細胞結構的低等生物的通稱 它不是分類學上的名詞 微生物包括的范圍也不能僅以體形大小來論 微生物是地球上最古老的生命 地球的年齡為46億年 發(fā)現(xiàn)了32億年前的細菌化石 如鐵細菌 藍細菌等 巖石層中發(fā)現(xiàn)遠古細菌活動痕跡 從地質年代推算 最早的細菌在35億年前已經出現(xiàn) 直到現(xiàn)在 10億年前才有了原生動物和植物 目錄 走近生物技術專題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用專題2微生物的培養(yǎng)與應用專題3植物的組織培養(yǎng)技術專題4酶的研究與應用專題5DNA和蛋白質技術專題6植物有效成分的提取 二 本套教材的呈現(xiàn)方式 由專題和課題組成 意在體現(xiàn)課程標準對本模塊的要求 本模塊的主要特點是突出了科學探究和操作實踐 兼顧了背景知識和科學原理的介紹 體現(xiàn)學生的選擇 自主 合作 探究 滲透科學思維 科學方法的訓練 歸納 演繹 類比等思維的方法 重復和對照的設計 通過引導學生設計實驗來訓練科學方法 正文和旁欄中的思考題大多圍繞科學方法來設計 實驗室工作的有關規(guī)定或相關資料集于附錄 生物學實驗室基本安全規(guī)則 生物學實驗中常用的國際單位 常用培養(yǎng)基的配方 常用的消毒滅菌方法 常用化學抑制劑 課題結構簡析 課題背景 從生產和生活出發(fā) 突出了與學生生活經驗的聯(lián)系 并高度注意某項生物技術與社會生活 或生產 或發(fā)展的關系 讓學生明白研究此課題的意義并調動學生探究的積極性 課題結構簡析 融基礎知識 實驗設計和操作提示于一體 實際上提示學習過程 或教學過程 應關注知識和能力的統(tǒng)一 思維和實踐的統(tǒng)一 學科學 做科學 用科學的統(tǒng)一 基礎知識 闡明引課題的科學原理和基本方法實驗設計 提供實驗流程圖和參考資料 引導學生自主設計操作提示 操作層面的指導性建議 課題結構簡析 結果分析與評價 分析結果 得出結論 以評價為杠桿 引導學生總結和反思 傾聽不同意見 不斷進取 評價又以學生自我評價和教師評價相結合 最終確定是否獲得了該課題應得的學分 使考核落到實處 課題結構簡析 課題延伸和相關鏈接體現(xiàn)了學習的開放性 鼓勵有興趣 有相應潛質的學生 得到進一步的發(fā)展 課題延伸 縱向拓展相關鏈接 橫向聯(lián)系 三 教學建議 一 通過教學要實現(xiàn)的目標1 多方位地培養(yǎng)學生的探究能力和實際操作能力本模塊教材中的課題 能否出色地完成 既依賴于實驗方案設計的正確 還需一絲不茍的 精確而細致的操作 為此 應注意 在以下方面 教師對學生應嚴格要求 這將有利于提升學生的實際操作能力 并保證課題的完成 認清操作的目的和原理了解操作對象和工具的性質熟悉操作的順序和要領觀察和分析操作的效果多次練習操作的要領 熟能生巧杜絕操作中的安全事故教師應充分發(fā)揮指導和示范作用 并把操作能力細化為形成性評價的一部分 2 拓展和加深對生物科學技術知識的理解本模塊的教學內容 并非實驗指導手冊那樣簡單 例如微生物的培養(yǎng) 純化 分離和應用 對于中學生來說 完全是新的知識內容 植物組織培養(yǎng) 酶的固定化 DNA片段的PCR擴增等包涵著現(xiàn)代生物科學技術的基礎知識 植物有效成分的提取中有許多物理和化學知識的應用 即使是與生活密切相關的傳統(tǒng)發(fā)酵技術和酶制劑的應用 也需要復習有關的基礎知識 技術操作的本質也是知識 原理的應用 拓展和加深對生物科學技術知識的理解 其教育價值仍不應忽視 與其他必修 選修模塊不同 本模塊的學習是為了應用去獲取知識 在實踐過程中理解知識 目的性更強 也因此會理解得更透徹 掌握得更牢固 3 從實際出發(fā)選擇課題 生物技術實踐 中的課題從傳統(tǒng)發(fā)酵技術到現(xiàn)代分子生物技術都有所涉及 可謂 基礎 與 現(xiàn)代 并重 但應明確 無論課題針對的是哪項具體技術 它都同樣能夠培養(yǎng)學生的科學探究能力 課題的教育價值并不因為技術是現(xiàn)代技術或是傳統(tǒng)技術而提升或降低 教師在選擇課題時 不要追求時髦 應該結合本地教學資源的實際情況做出合理取舍 4 學 圍繞 做 生物技術實踐 與所有其他生物課程的一大區(qū)別在于 幾乎每個課題都要求制作產品 除個別情況外 產品均為物質實體 如葡萄酒等 每個課題應圍繞怎樣做 怎樣做得更好進行 即使是科學原理和實驗技術的學習 也應圍繞著 做 進行 教師在教學中要擺脫傳統(tǒng)教學習慣的影響 將 做 擺在核心位置 讓 學 圍繞 做 5 自學為主 指導為輔 生物技術實踐 強調學生的自主性 提倡自學和探究 教師在教學過程中需要保證學生的主體地位 在基礎知識 實驗設計 實驗操作等各環(huán)節(jié)都要讓學生動起來 同時又要發(fā)揮好指導作用 注意進程控制 及時給予提示和指導 避免學生陷入無助或盲動的困境 6 確定有效評價體系 生物技術實踐 要求學生積極參與實驗的全過程 主要包括實驗操作 結果分析 方法改進等多個環(huán)節(jié) 如何對學生的學習情況進行合理評價是一個值得深入研究的問題 在教學實踐中 教師應根據實際情形確定準確和可操作的評價體系 二 制定切實可行的教學計劃 教學計劃應該包含以下的主要內容 1 本學期計劃完成哪幾個實驗 結合當地的實際情況和學校已有的實驗條件考慮 2 各個實驗需要多少課時完成 每個課時應該安排哪些內容 教師應提前將這些實驗做一遍 3 各個實驗需要準備哪些實驗儀器和實驗材料 包括實驗藥品 哪些儀器必須提前購買 購買的數量為多少 4 哪些實驗需要教師提前做好準備 需要做好哪些準備 5 各個實驗教學的順序怎樣安排 6 如何評價學生的學習情況 三 教學過程設計的建議 1 讓學生先自學有關基礎知識 弄清原理 再設計實驗 設計實驗過程中需要通過各種途徑收集資料 2 教師對實驗設計方案進行審核 提出修改意見 3 由學生進行實驗 記錄結果 獲得產品 寫出實驗報告 在班上交流 4 教師要幫助學生準備有關實驗器具材料 組織討論 作出評價 四 組織好 生物技術實踐 教學活動 1 充分利用已有的資源 課內和課外相結合 例如 腐乳的制作 腐乳的制作涉及的時間較長 需要三到五天進行初期發(fā)酵 后期發(fā)酵也需要七天左右 由于涉及的時間較長 從操作層面上講 原理的學習在課堂上完成 但具體的實踐需要學生在家里完成 如何利用學生家里已有的資源 讓學生在家里和父母一起制作腐乳 既激發(fā)了學生的學習興趣 提高了學生的操作技能 加深學生對原理的理解 使學生獲得成功的滿足感 同時又可以加深學生與父母之間的情感溝通 2 精心安排實驗方案 做到井然有序 例如 微生物的實驗室培養(yǎng) 微生物實驗涉及的儀器特別多 而且老師帶領班級也挺多 如何在限定的時間內有效地安排班級實驗順序避免操作的一些失誤 希望老師認真組織和安排 如 班與班之間的銜接 觀察的時