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生物科技和生物科学的区别精选(九篇)

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生物科技和生物科学的区别

第1篇:生物科技和生物科学的区别范文

[关键词]生物 设计 探究

作业是课堂教学的补充和延续,是巩固课堂教学、提高学生学习成绩的一个重要组成部分,是教师用来检查教学效果、指导学生学习的教学手段之一,是培养学生综合运用语言能力的有效途径。以往的生物作业内容大多数是重复教材内容,如抄写课本中的概念或整理教材的知识结构,甚至有部分教师,明确题目答案后让学生重新抄写在作业本上。作业形式单调使作业失去了其应该具有的实践性与趣味性,有量无质的作业,也限制了学生进行积极的课外活动,使学生疲惫不堪,更失去了利用作业巩固知识的有效性。

下面结合自己的教学实践,略谈个人点滴看法。

1联系生活情景,让学生真切感受到"生物学就在身边"

《义务教育生物课程标准》在"教材编写建议"中指出,"教材内容的选择要充分考虑学生已有的知识和经验","教材内容的选择要反映社会、经济和科技发展的需要"。作业要有效的为教材内容服务,也应该关注生产和生活实际,关注学生的生活经验。要使学生对生物学感兴趣,非常重要的一条就是要让学生感到学了生物学是有用的。调查发现,生物学吸引学生的另一重要原因是生物学能使学生知道生活中的许多奥秘。因此,布置紧密联系日常生活事例的作业,体现生物学较强的实用性,有利于学生真切感受到"生物科技就在身边"。譬如在学习了有关血液的知识后,教师可出示一份血常规化验报告单,请学生根据所学知识分析化验单上的各项指标,回答下列问题:该同学所检查的几项指标是否都正常?若有问题,是什么问题?应采取什么方法治疗?学生要解决以上问题,需要将有关血液的组成和功能的知识迁移到解决这一具体问题上来。此题一出,就引起同学们的热烈讨论,在作业讲评中,不少调皮生、差生也踊跃发言。

2联系社会实践,让学生体会学习生物学的重要性

作业设计既要有效地为课堂服务,又要打动学生的心,就要让学生了解在社会实践中,生物学知识的重要性。如结合传染病教学,可以设计以下作业题:"艾滋病"的全名和简称分别是什么?它属于哪一种传染病?试述"艾滋病"的传染源、传播途径和易感人群。 又如"流感"期间,一些农村出现神汉、巫婆驱"流感"的现象,这样科学吗?试想这样做的后果有哪些?根据所学知识我们在日常生活中应怎样预防"流感"?学生一定兴趣高涨,积极参与。另有一例:某同学说,有人一辈子抽烟,照样活到八九十岁,可见吸烟的危害并不严重。你能对此作出有力的反驳吗?再如学习了"排泄"一节后,给学生出了这样一道题:在一次长途旅行中,李小红连续几个小时没有喝水,如果将当天产生的尿液量与喝了几杯水时产生的尿液量相比,结果会怎样呢?请解释说明理由。这些问题只要学生在生活中稍加留意,就可以找到答案,不仅能丰富学生的知识,还培养了学生善于学习、善于观察、善于思考的好习惯。

3联系社会热点,布置课外作业题目

生物科学研究在20世纪已取得了许多重大突破,这标志着21"世纪人类将进人生物科学技术的新时代。学生在平时的生活中,通过读书、看报、看电视、听广播、上网等都有机会接触到生物科技前沿知识,只要教师善于引导学生捕捉最新信息,利用生物科技最新成果,就能调动学生兴趣、拓宽视野、增长知识,使学生用生物学知识有效地解决生活中想知道而又不知道的一些问题。如提供美国"生物圈2号"实验的资料,让学生分析"生物圈2号"与地球生态系统的区别,分析实验失败的原因和实验意义。针对天气预报中的"厄尔尼诺现象"、"暖冬效应",布置什么是"温室效应",其危害性如何等作业。再如有人建议在载人宇宙飞船上放进一些植物以保持舱内的空气质量,你认为这样可行吗?实施起来有哪些困难?显然,这些问题多属于学生日常生活中经常碰到的或他们普遍关心的生物科技问题。又由于问题的难度适宜,解决问题的能力刚好处于中学生力所能及的范围,因此这些源于学生生活;基于学生已有知识和技能基础之上的作业题,能较好地激发学生学生物学的兴趣,激发他们的求知欲。

4理论联系实践,引导学生进行家庭小实验、小制作

教学中教师引导学生有效地运用生物学知识,结合实验探索去解决生活中遇到的问题,并且通过指导学生动手"做科学",使他们亲身体验探索自然界的快乐。如在学完"种子的萌发"后,可以向学生布置这样一道家庭作业:你想品尝自己亲手发的豆芽吗?自己发的豆芽吃起来味道也许没有什么不同,心情可就不一样了,动手试一试吧!类似的还有,在学习了"微生物与人类的关系"后,教师指导学生利用课余时间运用所学知识自制泡菜等,指导学生进行小制作,如自制细胞模型、小生态球和简易显微镜等。在教学过程中,教师还可选取优秀的小制作作为直观教具进行教学。这样的作业让学生感到身边处处有生物学,时时在用生物学,体现了生物学知识的应用价值,极大地增强了学生学习生物学的热情。通过家庭小实验、小制作还能培养学生的实践能力和创新能力。

第2篇:生物科技和生物科学的区别范文

1 教学片段再现

师:刚才我们了解了试管婴儿的培育过程,其中主要运用了体外受精、早期胚胎培养、胚胎移植技术,请问同学们,这些技术能应用到其他哺乳动物上吗?

生:能。

教师展示小资料:1994~2008年,上海从加拿大、美国、德国先后引进了一批堪称全球一流的荷斯坦北美品系与德国品系奶牛,包括公牛18头、母牛75头。其中,某奶牛养殖基地分配得到了1头公牛和1头母牛。

师:该养殖基地现有资源为荷斯坦奶牛公牛、母牛各一头,本地奶牛若干头,请利用现有资源,设计能够快速、大量繁殖良种奶牛的方案。

生:分组讨论,并画出流程图……

师:好,下面请X组的一个同学来黑板上展示你们组的讨论结果。

生:在黑板上画流程图(图1)。

师:试管婴儿技术与试管牛的培育过程有区别吗?

生:有,受孕体不同。试管婴儿技术是将早期胚胎植入原来那个母亲体内,但试管牛技术可以将早期胚胎植入本地母牛体内。

师:移植入一头本地母牛,还是许多本地母牛的子宫中?

生:许多本地母牛的子宫中,这样就可以一下子生出许多荷斯坦小牛来。

师:哦,本地母牛是代孕的。试管婴儿技术可能会引发什么社会问题?

生:代孕妈妈…………

2 案例解读

该活动设计放在试管婴儿之后,绝大多数的学生首先想到用与试管婴儿相同的技术来大量繁殖荷斯坦奶牛。如果一道选择题:

胚胎工程的相关技术在实际应用中,主要用于( )

A. 良种畜的快速繁殖

B. 培育试管婴儿

C. 濒危动物的保护

D. 基因工程

学生往往会选择B选项。学生画的流程图表明事实也是如此!可荷斯坦牛的繁殖除了受孕母体不同,其他过程真的和培育试管婴儿一样吗?据了解,从超数排卵取卵体外受精早期胚胎培养,整个过程的成功率很低,操作难度大,通过体外受精来获得早期胚胎的成本极高。高成本、低成功率就限制了该技术的普及度。而试管婴儿之所以采用体外受精是因为母亲无法完成体内受精过程,必须而为之。但荷斯坦母牛却不存在输卵管梗阻等问题,所以,在大量繁殖良种畜中根本不用体外受精技术,而是直接对供体母畜超数排卵处理并经良种公畜配种后,再从其生殖器官中取出早期胚胎,然后将它们分别移植到多头与供体同时排卵、但未经配种的受体母畜的相应部位(即受、孕分离,以便最大限度地发挥供体母畜的繁殖潜力)。如果教师在学生画完流程图后,通过追问引导学生思考这些实际问题,并将错误的流程加以改正,或许这样的教学更符合实际情况、更有意义。同时,学生也才能理解――目前胚胎工程的相关技术主要还是用于优良种家畜的工厂化生产来加速畜牧业的发展,而不是辅助人类生殖。

3 分析与思考

世上没有无缘无故的爱,也没有无缘无故的恨,现代生物技术也有其存在的理由与发展的必然性。如果现代生物技术的教学再囿于“技术本身”还合适吗?

3.1 现代生物技术的教学固然是为了让学生了解生物技术本身

《普通高中生物学课程标准(实验)》指出,本章的具体内容标准为:① 简述动物胚胎发育的基本过程;② 简述胚胎工程的理论基础;③ 举例说出胚胎干细胞的移植;④ 举例说出胚胎工程的应用。由此可知,现代生物技术的科学原理与具体技术固然很重要。但如果在课堂教学中,教师过于“炫技”,将现代生物技术“吹”得神乎其神就对学生特别不好,教会学生全面而理性的分析判断远比教会他们各种“理论上的技术”要重要得多。

3.2 为了让学生体会科技的力量

《普通高中生物课程标准(实验)》中表明“现代生物科技专题”模块的价值是以专题形式介绍了现代生物科学技术一些重要领域的研究热点、发展趋势和应用前景,以开拓学生的视野,增强学生的科技意识,为学生进一步学习生物科学类专业奠定基础。如此,现代生物技术的教学目的不在于让学生掌握多少专业知识,而重在让学生开拓视野,了解生物科学和技术的本质,正确理解科学、技术、社会之间的关系。如:胚胎发育的原理是“科学”;体外授精技术、胚胎体外培养技术及胚胎移植技术等是“技术”;“IVF即体外受精联合胚胎移植技术”解决了一些生育困难问题,可以让一些无法生孩子的家庭能拥有自己的孩子,增进了家庭的幸福感与稳定性,也促进了社会的和谐,这是“社会”。“科学―技术―社会”,即STS是相辅相成、层层递进的。通过这节课,能让学生真实有效地体验到科技如何改变着人们的生活,进而激发学生热爱科学的情感,为进一步学习奠定基础。

3.3 更为了让学生体悟科技是把“双刃剑”

第3篇:生物科技和生物科学的区别范文

关键词:地方高校;生物;实验教学

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2017)03-0045-04

生物学作为理科学科,实验能力的培养对师范生具有决定性的作用[1]。目前,中学生物教育越来越重视培养学生的实验操作能力,相对应的对教师的实验教学能力要求也提高。生物师范生的实验教学能力包括实验教学能力、实验操作能力等方面[2]。生物实验教学能力是以生物知识与技能为基础,以教育心理学为教学理论,将生物理论知识与生物实验有机结合,开展实验教学的能力,可以更直观、更浅显地呈现生物知识。影响生物师范生实验能力养成的因素可以分为学生、教师、环境三大因素[3]。学生实验能力的养成主要体现在个人学习的主观能动性、认知水平以及知识结构上。生物师范生实验能力的形成是一个循序渐进的过程[4]。在大学四年的学习过程中,专业课逐渐增多,操作机会也逐步增多,因此学生的实验能力也应逐步提高。但从近来的师范生追踪反馈情况来看,不少新教师的理论教学能力较强,但是实验教学、实验操作较为薄弱。为此,笔者针对师范生实验技能的养成,对广州大学生物科学专业在校师范生进行了问卷调查及访谈,了解了一本地方高校师范生的实验教学培养的现状,提出了“地方高校生物师范生实验教学能力培养”的一些设想。

一、调查结果及分析

本次问卷调查共收回有效问卷283份,包括专业中各个年级的师范生,占调查专业在校学生人数的94%。由于师范生生源不同,生物学的基础不同,进入专业的原因不一,对修读专业的兴趣有差异,调查结果具有一定的代表性。通过调查发现,在中学生物实验教学中存在由“考纲”决定实验开设内容和深度的现象。绝大多数中学对初中“课标”实验、实践建议内容的53项[5],一般开出4―11项,对高中“课标”必修实验、实践建议内容的34项[5],一般开设3―15项,有4.6%的学生完全没有进入过实验室,没做过实验。所以,部分师范生入学前完全没有实验基础。由于中学开设的实验数目较少,学生一般对做过的实验教学内容记忆犹新。因此,在中学按大纲开展生物实验教学很有必要。

直观教学是生物教学的重要组成部分,其有吸引眼球的画面、引起学生兴趣的图片,从而可以更好地激发学生深究的冲动。“兴趣”是最好的老师,学生只有产生兴趣才能在将来更好地学习。本次研究通过对四个年级的师范生进行关于实验课程兴趣的调查发现,对生物实验课感兴趣或非常感兴趣的比率,大学明显低于高中(表1)。

从调查结果可以看出,在高中阶段,学生对于生物实验课的兴趣非常浓厚,有44.1%的学生选择了“非常感兴趣”,有32.4%的学生选择了“感兴趣”。到了大学,虽然大部分师范生对生物实验课仍保持着兴趣,但相比高中,他们对生物实验的兴趣有了一定的下降。其原因是:在中学,学生首次系统地学习生物学,完成生物学实验,加上开设的实验项目不多,学生的好奇心被极大地提升。到了大学,多姿多彩的大学生活有着更多的诱惑,此时的他们有了太多的选择。同时,每周课程都安排有生物实验课,学生对生物少了新鲜感与好奇心,兴趣相比高中自然会下降。

问卷调查的结果反映出高中与大学各年级学生对于生物实验学习的差异,这其中有外界原因也有自身原因。首先,外界原因,如没有高考压力、实验内容增多、大学对学习约束宽松、课堂要求与中学完全不同、大学要求自学能力更高等;其次,自身原因,如大学生面对多姿多彩的生活而分心学习之外的诱惑,学业成绩与就业的直接关系显现不明显,自律性要求更高等。此时,师范生主观能动性与能力养成的关系体现很明显,如果个人对于生物实验学习兴趣下降,学习不主动,态度不端正,那么影响会从第一学期开始,延伸至大学毕业。

高中生在高考选择专业时往往是盲从或跟风的,不少学生进入高校后对专业的了解仍不多。而师范生就业的特定性,决定了并非每一个选择修读该专业的一年级学生完全清楚,而且随着师范生就业条件的改变,是否选择教师为职业,在其四年的学习过程也会发生改变(表2)。此外,由于专业调剂的原因,该专业每年有10%―20%的师范生是调剂生,这部分师范生本身对专业学习没有兴趣,或者在高考志愿填报中,为追求一本学校而填报服从调剂的意向。但入读后由于转专业的限制,使这部分师范生始终没有兴趣进行专业的学习。

近年来,教师的准入制度发生了变化,从教者不一定源自师范专业。从2016年起,教师资格证的获得政策又有了新的变化,使师范专业的优势削弱,这直接影响了师范生的择业目标。从表2可以看出,未确定从事教师职业的新生最少。到了大二、大三年级,不确定的学生数量占较高比例,着说明就业的严峻性,使不少师范生持观望态度。但不能忽视的是,经过专业的学习,师范生的职业选择是有作用的。经过四年的学习及教育实习,有不少大四学生开始喜欢教师这一职业,所以大四学生选择当教师的比例是最高的。这让我们得出一个启示:要使学生在专业选择上更有预见性,在将来就业竞争中具有优势,在大学开展深入细致的职业规划很有必要。

师范专业要遵循“授人以渔”的指导思想,在教学中要针对师范专业特性开展相应的训练。对实验结果进行分析,对实验过程进行反思,是有效提高实验能力的一个重要方面。如何在实验中获取数据,从数据得出结论,对成功的总结或对失败的分析,可以使师范生通过总结、分析、比较,在实践中能够充实和提高自己的能力,这是素质教育的目标,也是师范生提高实验教学技能的一个重要途径。在高校的实验设计中,虽然留有一定的空间,但师范生却没有充分利用,这与师范生的知识掌握也有一定的关系,这个方面的调查结果见表3。

在访谈中,绝大多数师范生认为,生物实验课对知识的掌握更有帮助,通过实验课的实践能够提升实验能力,但是大部分师范生都没有实验课前预习,实验课后总结归纳的习惯,所以应该加强对师范生这方面的锻炼,养成良好的习惯。

基于生物学的特点,“给学生创设一个环境,留给学生一个可以发挥的空间”的教学方法,是培养师范生实验思维和能力的一个重要途径。通过这样的实践,学生的创造力、思维、学科知识会得到提高。然而,对高年级师范生进行的能力调查显示,仍有相当大一部分师范生,不能独立设计并完成实验(表4)。

从表4看出,有超过31%的师范生无法独立设计并完成实验,这意味着以后如果走上教学岗位,这部分师范生实验能力整体上是欠缺的。由于相当一部分师范生是调剂进入专业的,而生物科学的就业前景在国内并不好,这就导致了师范生对专业实验技能的学习热情度不高,主动性不够。在访谈中,不少师范生表示,在实验课中,如果以实验小组为单位进行实验时,会一直充当辅助角色,只有少部分学生始终是主力。这也是部分生物师范生实验能力较差的原因。

在访谈中,也有共通性的观点:通过实验课的实践以及野外实习,师范生由大一年级到大四年级的实验能力都有提升。大部分师范生对自己的实验能力的评价集中在“良好”、“中等”两个选项上。四年级的师范生对于生物实验能力的认知非常清楚,在教育实习中也亲身体会到了实验教学的重要性。

此外,44%以上的受访师范生认为,对于未来就业方向的选择,生物专业并非是首选,只有在找不到其他工作岗位的情况下,他们才会考虑生物方向岗位。同时,他们认为实验能力只会对从事本专业有帮助,对从事其他工作并没有多大的作用,这与生物科学专业就业前景不明朗有关,同时这也是生物师范生对于本专业学习积极性不高的原因之一。此外,只有少部分师范生参加过学院举办的诸如生物科技节、生物实验竞赛、挑战杯等活动,但参加的同学普遍反映实验能力有较大的提升。

二、提高地方高校生物师范生实验能力养成的策略

1.改进转专业机制,强化师范生的职业规划。兴趣是决定学习效果的关键。只有对专业有兴趣,学生才可能有学习的意愿。部分高三学生在高考志愿填报时,受地域、重点本科与普通本科区别、家庭意愿等因素的影响,会填报本人不感兴趣的专业或选择服从调剂。但进入高校后,一些学生对学习该专业感到吃力或不感兴趣,加上高校自由度增加,自制力不足以控制自身意念等因素的影响,其由开始的不适应、不习惯,导致将短暂的过渡阶段变成常态,从而产生对专业的抵触情绪。因此,高校应该在加强专业介绍,强化学生专业思想的同时,改进转专业机制,实行大类招生,或一年级不分专业等措施,使学生选择真正感兴趣的专业。只有这样,学生才能真正利用好大学,找到适合自己的专业。

尽管师范学校准入门槛放宽,但师范专业的培养目标是有针对性的。师范生利用课上、课下提升自身的师范素质,将来在竞争中会占得先机。但是,师范技能的养成不是一蹴而就的,需要在目标确立后,通过长时间的训练形成。因此,关键是要尽早确立工作目标。所以开展切实可行的职业规划机制,显得尤为重要。通过规划,使师范生尽早有目的、有步骤地针对目标职业,开展基本技能的训练。只有这样,才能使学生实验能力提升成为可能。

2.营造氛围,培养师范生对专业的兴趣。影响实验能力养成的三大因素中就包括学生因素。学生作为学习的主体,若是对生物实验不感兴趣,没有积极性,实验能力自然是得不到提高的。因此,学院可多举办一些专业活动,如:生物实验技能竞赛、“挑战杯”立项、生物科技节等,鼓励师范生参与,激发其学习生物的兴趣。同时,学院对一年级新生多开展一些讲座,在选题上侧重于专业发展尖端领域的介绍、富有趣味性的生物内容,向其展现多姿多彩的生物世界,体验生物的趣味、神奇和前景,通过活动使师范生喜欢上生物,发现其自身特长,尽可能调动师范生的积极性,相信其兴趣的增加,是实验能力的提高的前提和保证。

另外,有部分师范生是因为专业调剂才进入生物师范学习这个专业的,这也造成了他们对这个专业兴趣不高甚至有抵触的情绪。学院在开展上述工作的同时,相关教师应该对这部分师范生加以重视,多进行心理辅导,开导他们,同时多鼓励他们参加学院举办的生物活动,培养他们对师范学习的兴趣,有了兴趣作为动力,实验能力的提高就有了基础。

3.加强实验课课程建设,提升师范生的实验教学能力。随着课程改革的深入,生物科学专业课的课时在不断压缩,这也导致了实验课时的减少,为了完成教学任务,教师往往会减少部分验证性实验,这样导致师范生开展实验时,基本训练的内容减少,有时实验失败也完全没有时间重新再来,如此无疑极大地打击了学生的积极性,同时也让学生丧失了对实验的兴趣。加上地方高校很多师范生接受知识的能力有限,如此多的内容在短时间内很难掌握,这也造成了师范生对实验的内容一知半解,做起实验来事倍功半,如此反复,恶性循环,实验能力差的学生越来越差。因此,优化实验课课程内容,根据学生实际情况和教学要求,设置符合师范生的实验内容,在完成“课程规范”要求的前提下,提高其实验能力。此外,由于生物类实验有不少实验材料为鲜活类,实验耗材成本的提高,使师范生不能一人一组开展实验,不少人因此操作技能无法训练,渐渐地成为了实验的观看者。所以,实验内容的整合要有层次,有梯度,使学生实验能力在操作过程中得以提高。而实验材料要优化,选择一些地方材料取代部分经典的材料,降低实验成本,使人人动手成为可能。

在调查反馈中发现,地方高校师范生的独立实验能力比较差,这说明了师范生在实验中对教师的依赖比较重。但师范生工作后是没有人指导的,所以这块短板必须克服。造成这种情况的原因是,大多数地方高校师范生实验基础过于薄弱,没有独立实验意识。所以,专业课教师在上课时要尽早了解师范生的实际情况,可以对能力较为薄弱的部分师范生,侧重实验基础技能的训练,帮助他们巩固实验基础。对于无法独立进行实验的师范生,要让他们多做实验,可以利用课外时间训练。同时让能力强的同学进行辅导,或让师兄、师姐帮助。此外,还可以让他们提交实验预习报告。长期坚持下来,这种局面势必会有所改变。

总之,只有切实把握师范专业的优势,认清实验教学在培养创新人才,推进师范生素质提升方面的重要性,才能全面推进地方高校师范专业实验教学的改革和创新。

参考文献:

[1]苏玲丽.准生物教师实验教学能力的培养[J].楚雄师范学院学报,2009,(9):105-108.

[2]刘良科.论高校生物科学专业学生实验能力培养[J].职业教育研究,2005,(8):2.

[3]姚蕾,吴星,徐道宏.影响学生物科学学探究能力因素的调查分析[J].教育研究,2004,(9):21-24.

[4]郭玉英.学生的科学探究能力:国外的研究及启示[J].课程.教材.教法,2005,(7):11-12.

[5]陈继贞.生物学实验教学研究[M].北京:科学出版社,2004,98-230.

Investigation and Study of the Experimental Teaching Ability of Biological Normal Students in Local Universities

CHEN Jian-hui,ZHU Chuang-jin

(School of Life Sciences,Guangzhou University,Guangzhou,Guangdong 510600,China)

第4篇:生物科技和生物科学的区别范文

    一、确立生物学科的基本观点

    生物科学中,有许多朴实而又博大的基本观点。这些基本观点不仅对学好生物学科有非常关键的作用,而且对学生的求知、生活、做人等都有非常重要的指导价值。教师必须充分地利用每项生物教学活动,让学生在学习过程中,逐步明确、认同、确立这些基本观点。

    (一)唯物的观点

    一切生命和生命现象都有其物质基础:生命起源的物质性——最初的生命是由非生命物质在极其漫长的时间内,经过极其复杂的化学进化过程演变而成的。生命的物质性——C、H、O、N、S、P等元素组成了核酸、蛋白质等化合物,这些化合物构成了生物体结构和功能的基本单位——细胞。生命现象的物质性——生物的新陈代谢、生长、应激性、生殖发育、遗传变异等一切生命现象、生理过程均可给以物质基础上的解释。

    (二)辩证统一的观点

    自然界、生命、生命现象是相互联系、相互制约、辩证统一的:生物界和非生物界的统一性——生物有明显区别于非生物的基本特征,但一切生命均由非生物界中的普通元素组成,且与非生物界进行着物质和能量的交换。细胞和生物体自身结构的统一性——这些自身结构各有其结构和功能的特点,但同时又相互联系,组成一个统一的整体。生物体结构和功能的统一性——这是生命科学最基本的观点之一。如:叶绿体、线粒体的结构分别与光合作用、呼吸作用相统一;脊椎动物前肢的结构与其各自特有的功能相统一;鱼的形态结构适于水中生活;家鸽的形态结构适翔生活,等等。生命活动的辩证统一——同化作用和异化作用,光合作用与呼吸作用,遗传与变异,生长与衰老等,正是在这一系列的矛盾、对立中,生命及生命活动才有 了其完美的、和谐的统一。生物之间及生物与环境之间的辩证统一——生物与生物之间、生物与环境之间进行着生存斗争,而生存着的生物均在一定程度上适应了环境,正是这种既斗争又统一的各种复杂关系,构成了生态系统,建立了动态平衡。

    (三)动态、变化、发展的观点

    组成生物的物质、生物体本身、生物界都是在不断的运动、变化、发展的。生物的组成物质是动态变化的——生物体的新陈代谢使生物体每时每刻进行着新旧更换。细胞和生物个体是动态、变化的——他们都有一个发生、成长、衰老、死亡的动态变化过程。细胞和生物个体的结构与生理、生物和环境的关系等也是动态、变化、发展的。

    二、培养创造性思维

    创造性思维是创造力的核心,它是指改组已有知识、经验,从而产生新颖的、具有社会价值的成果的思维。其特征是具有高度的主动性与积极性、独特性与求异性、流畅性与变通性、抽象性与形象性的统一,逻辑性与非逻辑性的统一。结合这些特征及生物学科教学的特点,我们可以构建培养学生创造性思维的有效途径和方法。

    (一)落实主导、主体思想,实现课堂教学民主

    课堂教学民主是师生共创的,符合“主导、主体”思想,是存在于课堂教学中的师生间的平等、互助、参与、进步的“精神民主”。它可以创设出一种民主、和谐、开放的课堂气氛,极大地调动学生学习的积极性、主动性,大胆地思考、质疑和创新。根据课堂教学民主化思想,生物学科教学可以结合教学内容,灵活运用其两大主要形式,即直接式和间接式教学,开展课堂教学改革实践:教师的直接指导可以在前,起开路带头作用;可以在教学过程中,起辅助学习作用;也可以在后,发挥点拨、解惑、答疑作用;教师也可以应用不明示的、非命令式、非结论式、不作详细指导的间接指导:教师可以讲,可以不讲,可以多讲,也可以少讲。这样,让学生有足够的时间、空间去主动思考、质疑:这个生物学概念是否准确、完整,有无例外?这个生物学实验的设计是否科学、有什么干扰因素?该观察结果、生命活动或生理现象如何从本质上作出规律性的解释?等等。

    (二)精心创设问题情境,培养创造性思维方法

    从心理学角度,可以抽引出许多种创造性思维的方法,具有普遍 性意义的有:发散思维法、集中思维法、逆向思维法、侧向思维法、治弱思维法、统摄思维法、组合思维法、辩证思维法等。生物教学中,这些思维方法的培养途径很多,其中创设问题情境,通过探究、分析、归纳、综合、推断等过程,是最基本、最重要的途径。我们可以在新课导入时创设问题情境,培养学生的发散思维、侧向思维等;可以在解决教材的重、难点问题时创设问题情境,培养学生的集中思维、逆向思维、辩证思维等;可以在新旧知识的联系教学时创设问题情境,培养学生的治弱思维、集中思维、侧向思维等;可以在学习生命现象研究的进一步深化、概念内涵进一步丰富及外延进一步拓宽的过程中,创设问题情境,培养学生的统摄思维、集中思维、辩证思维等。

第5篇:生物科技和生物科学的区别范文

【关键词】素质教育 现代意识 创新思维 环保意识

现代意识即是指能够适应并促进现代社会发展的社会思想、知识修养、伦理道德和文化心理素质的总和,或是指人对社会、政治、科学、文化等具有现代化的理解、掌握以至运用的一种思维方式。具体地说是指团结协作、自立、自信、思考、竞争、效率、责任、法制、信息意识等。21世纪是生物科技突飞猛进的时代,为适应当前生物科学的大发展和满足知识经济时代对具有创新意识与创新能力人才培养的需要,教师必须在高中生物教学中注重现代意识的培养,以提高学生的综合素质,促进学生的全面发展。

一、竞争意识

自数十亿年前地球诞生并产生生命以来,竞争便一直伴随着生命的脚步,一步步走向未来,优胜劣汰,有无数盛极一时的生物物种消逝在时间的长河里不复存在。竞争,不只是生物界生物生存发展和进化的规律,而且是人类社会生存发展的一种客观法则。在生命科学中,这还是一个古老而传统的理论,但在当今这个日新月异的时代,却已成为一种较为流行的现代观念。没有竞争便没有进步,没有发展,因此,在中学生物教学中,可以借鉴涉及竞争的生命现象、知识和理论,提高学生的竞争意识。 例如,在分析某一草原上生活的狼、羊、牧草等生物及它们与周围无机环境的复杂关系时,学生们可以通过讨论、分析和综合,理解了狼与羊、羊与草彼此间的捕食关系,也理解了狼与狼之间、羊与羊之间为争夺食物和生存空间的竞争关系,即是其竞争的一面;但同时也应启发学生理解狼捕羊,但狼又不能捕光了羊;羊吃草,但羊又不能吃光了牧草。否则,狼、羊、牧草三者间的生态关系便遭到破坏,最终会同归于尽,毁灭整个草原的生态系统。这种相互依存、相互竞争的现象同时也适应于人类社会。

二、创新意识

创新思维是创新的灵魂,是人类思维的高级形式, 是创造者在强烈的创新意识的支配下,将大脑中已有的知识信息,借助于想象和直觉,以突发性飞跃的形式进行的重组、升华而完成的思维活动过程。现代科学的发展、人类的进步,乃至于所有的发明创造都是创新思维的结果。在当今这个知识经济时代,社会急需创造型、创新型和探究型人才,因此,在知识信息、科技手段日新月异的今天,如何在日常教学中培养学生的创新思维便成了教师的重要任务。生物学是一门与科学技术紧密相连的学科,它正是在一次次的技术革命创新中不断发展前行的。因此,教师在日常生物教学中应启发学生从不同的角度去探究、去思考同一个问题,培养他们一种勇于创新的精神,并让他们把已学到的知识转化为寻求答案的工具和手段,从而真正实现教育的目的。例如,人类可否通过克隆技术让已经灭绝几千万年的恐龙复活再现呢?或者可否能够让发生意外而死亡的人重新复活呢?假若可以,那么这个克隆人和原来那个人有什么区别呢?同时,在高中生物教学的过程中,应注重对学生进行创新思维的训练,以激发学生的创新意识,给学生以深刻的创新教育。

三、整体意识

生物学中,一个生物体也可看成是一个整体,一个种群、一个群落、一个生态系统都可以看成一个整体或一个系统。因此我们在分析某一生物体时,一般是从整体出发,从整体到局部,从大系统到子系统,然后又从局部回到整体去分析。例如一株植物体可作为一个整体来分析,从整体到部分,又从部分回到整体去分析综合。在结构上可把它分解为不同层次的部分:细胞、组织、器官,但这些部分之间彼此分工协作又联系着。细胞间则靠胞间连丝联系着、器官间靠维管束联系着形成一个植物体整体。在一定的时间和空间内,系统内各种生物间以及生物与无机环境间,能量的流通、物质的循环和信息的交换彼此之间形成了一个动态的整体,这个系统不断地从外界获取能量,也不断地消耗着部分能量,这样可以使学生进一步增强整体意识。同时,人类本身也是自然的一部分,因此,人类也属于生态系统的有机组成部分。在日常生产生活中,人类既要改造自然但又不能破坏自然,这样就必须做到人和自然的和谐统一,即便是具有可持续发展精神的整体思想,深化了他们的整体观念,强化了整体开放意识,启蒙了学生的整体思想, 使其受到了整体观念或系统观念的启蒙教育。

四、环保意识

工业革命的发展总是伴随着环境污染,特别是现代科技的迅猛发展更是给全球生态系统健康地和谐运行带来严重问题。自改革开放以来,中国经济实力迅速增强,人民生活水平迅速提高,全社会的面貌焕然一新,但是这些都建立在对大自然的过度索取和对资源无节制的采伐之上,造成了极其严重的环境问题。因此在生物教学中要加强对学生环保意识的培养,在教学中要结合教学内容,同时挖掘补充有关环境破坏的危害性、严重性等内容,使学生意识到防止环境污染、保护环境的重要性,培养学生环境意识,增强学生保护环境的紧迫感和责任感。

总之,竞争意识、创新意识、整体意识、环保意识是学生面临生存发展必备的意识,通过生物的优胜劣汰、创新进化、整体观念和环保意识等教学对于人类社会生存发展现代意识具有深远意义。为了让年轻一代胸怀祖国、放眼世界,把握今天,展望未来,就需要培养学生的现代意识。而人的思想意识形成是需要一个漫长过程的,这就要求教师在平时的教学中,努力实现素质教育的基本理念,结合生物学知识的传授,注意培养学生的竞争意识、创新意识、整体意识、环保意识等现代意识。

【参考文献】

第6篇:生物科技和生物科学的区别范文

关键词 诺贝尔奖 青蒿素 疟疾 初中生物课堂教学

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

文件编号: 1003 - 7586(2016)11 - 0039 - 02

1 中国首次荣获诺贝尔生理学或医学奖的时事资料

2015年在瑞典斯德哥尔摩,当地时间10月5日中午11时30分,诺贝尔生理学或医学奖在当地的卡罗琳斯卡医学院揭晓,中国药学家屠呦呦荣获了该奖项,突出贡献是创制新型抗疟药―――青蒿素和双氢青蒿素。这是中国生物医学界迄今为止获得的世界级最高级大奖,也是中医药成果获得的最高奖项,证明了传统中医药是全人类宝贵的财富。

疟疾是危害严重的世界性流行病,全球百余国家每年3亿多人感染疟疾。人类对付疟疾的最有力的药物源于两种植物提取物:法国科学家19世纪初从植物金鸡纳树皮上提取出的奎宁;我国科学家20世纪70年代从黄花蒿(别称青蒿)中提取的青蒿素。

1971年,屠呦呦率领的科研团队从黄花蒿中发现抗疟有效提取物。30年后的2001年,世界卫生组织向恶性疟疾流行的所有国家推荐以青蒿素为基础的联合疗法。用直接得自黄花蒿的青蒿素制成口服片剂,制作简便,价格便宜,又不易产生抗药性。据WHO提供资料显示,每天约有3 000个婴幼儿童死于疟疾,为此还研发了“双氢青蒿素栓剂”,以方便儿童直肠给药。

诺贝尔奖是科学研究中最具杰出成就的象征,对学生具有极大的感召力。因此教师在生物课堂教学中适时地引入该时事热点,与教学内容恰如其分地结合,对课堂内容进行充实,不但有利于学生对知识的理解和记忆,还能让学生真实感受到生物学与人类生活具有密切的关系。

2 初中生物课堂教学中与之关联的知识点及使用策略

2.1 苏教版七年级上册第四章第一节“单细胞生物”

(1) 关联点:疟疾是由疟原虫引起的,疟原虫是一种单细胞生物,它的基本细胞结构是由细胞膜、细胞质和细胞核组成,可以寄生在人体内,引起疟疾寒热往来发作,俗称“打摆子”。从其结构到生活习性可以看出:疟原虫是单细胞动物。

(2) 使用策略:让时事热点恰当地诱感教育。

本节内容在国家课程标准中的要求是说明单细胞生物可以独立完成生命活动。苏教版教材主要是以草履虫为代表,介绍单细胞生物的结构和生理活动,让学生认识到结构简单的生物同样能独立完成各项生命活动。因此,笔者选择将这个时事热点放在“单细胞生物与人类的关系”的教学环节中,拓展学生的知识面,让学生知道有的单细胞生物如疟原虫,可以寄生在人体内,让人患病。这样就对教材中列举的“关系”进行了补充和完善。然后,谈及屠呦呦40多年致力于研究青蒿素用于治疗疟疾,甚至在自己身上进行药理实验,导致肝脏受损,为全人类做出了非常大的贡献,学生无疑会敬佩科学家不懈努力的探索精神和为了科学研究的献身精神。同时学生也会自动地产生民族自豪感,坚信中国人民只要努力也同样能为世界作出巨大贡献,产生认真努力学习的使命感。

2.2 苏教版八年级上册第十五章第一节“生物多样性”

(1) 关联点:青蒿素提取自黄花蒿(又叫青蒿),是菊科蒿属的一年生草本植物,广泛分布在国内各省,为中国传统中草药,其有效成分青蒿素在抗疟方面与传统的奎宁类抗疟药物具有不同的作用机理。目前,青蒿素用于疟疾防治的价值已被人类认识和接受,世界卫生组织已把青蒿素的复方制剂列为国际上防治疟疾的首选药物。

(2) 使用策略:将时事热点巧妙地改编入题。

学习关于“生物多样性的价值”的内容时,笔者采用先自学的形式,再通过一道题目来考查学生的理解程度,该题涉及该时事热点。

2015年,药学家屠呦呦用提取自黄花蒿中的青蒿素治疗疟疾,挽救了许多人的生命,因此获得诺贝尔生理学或医学奖。种植黄花蒿利用的是生物多样性中的( )

A. 潜在价值 B. 间接价值

C. 直接价值 D. 没有价值

此题的正确答案是C,体现了生物多样性的直接价值。笔者补充提问:自然界很可能还存在像黄花蒿一样,能治疗人类其他疾病的植物,等待我们去发掘和认识,这体现了生物多样性的什么价值?(潜在价值)通过举例说明直接价值与潜在价值的区别,让学生能直观的理解概念的内在含义。接着笔者继续追问:如果人类不保护环境,很多生物可能在认识它之前就已经灭绝,人类将丧失宝贵的财富,这些生物的潜在价值将永远无法被发掘和利用。

将时事热点引入课堂教学不仅帮助学生理解生物学知识,还能比较自然地让学生产生情感体验,认识到保护环境的重要性。笔者坚信课堂上不放过每一次真实而不矫揉造作的情感教育,最终能在学生的内心埋下“爱的种子”,总有一天当这颗“爱的种子”萌发时,学生会用行动展现出来。

2.3 苏教版八年级下册第二十五章第一节“传染病”

(1) 关联点:疟疾是4 000多年前古老的传染病,至今仍是严重危害人类健康的疾病之一。引发疟疾的疟原虫,首先通过雌蚊(只有雌蚊才吸食人血)叮咬疟疾病人,摄取含疟原虫的血液,疟原虫移至雌蚊的唾液腺,这样的雌蚊叮咬他人时,疟原虫会沿唾液注入此人体内。进入人体的疟原虫通过血液循环到达肝脏并繁殖,平均2~4周才成熟,然后离开肝脏侵入红细胞,最后导致受感染的红细胞破裂。

据世界卫生组织(WHO)统计,目前世界上仍有90多个国家为疟疾流行区,全球每年发病人数达3亿~5亿,年死亡人数达100万~200万,其中80%以上的病例发生在非洲。

(2) 使用策略:把时事热点充分融入课堂教学。

策略一:学习传染病一节的内容时,教师可以从网上找到该时事热点新闻的宣传视频,用来导入新课,也为后面的学习进行铺垫。热点新闻往往能提升学生的学习兴趣,对知识本身产生好奇心,教师也要营造一些神秘感,让学生知道“什么是疟疾”“疟疾如何传播”“青蒿素的发现和使用为什么被世界所瞩目”……通过接下来的学习再揭开其神秘的面纱。

策略二:在学习“传染病类型”这一知识点时,教师提供相关资料对疟疾进行介绍,并引导学生小组讨论以下问题:

① 疟疾的病原体是什么?

② 疟疾的传染源、传播途径、易感人群分别是什么?

③ 从传播途径来看,疟疾属于哪类传染病?

④ 材料中提供预防疟疾的方法分别是对传染病的哪个环节采取的措施?

⑤ 非洲疟疾盛行,你如果去非洲旅行,还可以采取哪些措施来预防疟疾?

第7篇:生物科技和生物科学的区别范文

摘 要:随着素质教育的不断深入,新的课程标准也得了全面贯彻实施。高中生物教师面对新课程的目标要求,应当改变传统的教学方法,优化教学内容,注重教学的实际性。本文具体阐述了新课程背景下高中生物的教学方法,以提高课堂教学的效率。

关键词:新课程;高中生物;教学方法;探讨

新课程背景下高中生物教学区别于传统的生物教学,它既要满足传授学生学生基本的生物学知识和研究方法,还要通过新的课程标准的基本观点,培养学生正确的“三观“,从而达到提高学生生物学科知识水平和正确情感态度的教学目标。针对这些教学目标传统的教学方法已经不能满足要求,必须探索新的教学方法以适应新课程的教学标准。笔者结合丰富的实际教学经验,从现阶段高中生物教学存在的问题入手,对新课程背景下高中生物教学方法进行简单的探讨。

1 新课程背景下高中生物教学存在的问题

1.1 忽视对学生现代意识的培养,只注重知识技能的传授

由于受到应试教育的影响,高中教师在实际授课中偏重生物基本知识与基本技能的传授,往往不重视甚至忽视提高学生的生物科学素养,忽视培养学生的现代意识。新课程背景下高中生物一个重要的教学目标就是培养学生的现代意识,随着新课程教学的不断推进,对综合素质的人才要求越来越高。所以,高中生物教师要认识到培养学生现代意识的重要性,这也是培养合格人才的关键。

1.2 现有生物教学方法过于单一

目前,许多生物教师仍沿用传统的教学方法,即“教师讲、学生听的”授课方法,很少运用有效的教学方法教导学生。教学中还经常有教师“满堂灌”,缺少师生之间的互动,也没有给学生理解吸收知识的时间,更无法形成活跃的课堂氛围。有些教师虽然领悟到新课程生物教学的内涵,也根据学生的实际情况及教学内容开展探索式教学,但由于种种原因导致新的教学方法流于形式化、表面化。因此,要达到新课程的教学标准,就需要教师不断探索新的教学方法,充分理解高中生物新课改的内涵,发挥学生学习的主动性与创新性。

1.3 高中生物教学中课程资源匮乏

现阶段,高中生物教学没有充分体现出新课程的内涵,忽视对学生的科学素养和学习能力的培养。教师在多媒体辅助教学时,所用的课件大多都是考试的知识点,没能按照新课程的标准要求来制作课件,更没有给学生提供生物科技比较前沿的相关资料。有些教师不按教学目标要求,不能充分引导学生利用网络搜集相关资料。导致学生学习生物的兴趣与积极性得不到激发,教学效果与教学目标得不到。

2 新课程背景下高中生物教学方法的探讨

2.1 采取兴趣教学法

新课程标准背景下,兴趣教学的理念被提出,并很快被学生接受,取得了一定的效果。俗话说兴趣是最好的老师,学生会积极主动的学习自己感兴趣的学科,而且比较容易接受该科的知识。在课间我们经常会听到学生议论说他们喜欢某位教师,听课兴趣高;不喜欢某位教师,听课时老是昏昏欲睡,其实这就是兴趣教学的一个方面,而这一教学方式也类似于情感教学法。

新课程背景下的生物是以实验为基础的学科,能很大程度上培养和和发挥学生的智力因素。而传统的教学方法追求向学生不断灌输知识,极大降低了学生的学习兴趣。在打造兴趣教学理念时,要根据学生实际的认识水平和心理因素,科学合理的设问,以此激发学生的发展思维,增强课堂活跃程度,提高学生分析问题和解决问题的能力。比如提问“为什么班上有些人的大拇指弯曲度很大,有的就很小?”让同学们试着弯曲大拇指,发现许多学生的弯曲度都很小。在课堂上可以提出很多这样的问题,利用学生感兴趣的话题带动学生学习,激发他们的学习动机,培养他们的问题意识。

2.2 大力开展探究式教学法

在新课程背景下的高中生物教学,大力开展探究式教学是必不可少的。在新课程标准下,提倡探究式学习,学生可通过自主、合作、探究的方式,主动参与到活动中,增强获取知识的能力。高中生物教师在实行探究式教学时,要根据学生兴趣选择一些探究式问题,引导学生以自主讨论为主要的学习方式。通过这些方法让学生在教师的指导下,发现问题进而探索问题,提高学生的探究能力。与此同时还可以根据教学内容创设问题,让学生独自思考,然后根据搜集的资料进行分析,得出解决的方法。

2.3 板书教学与多媒体技术相结合的教学法

多媒体技术的运用是新课程背景下的必然趋势,也是衡量一个教师现代化程度的标尺。新课程背景下如果仅仅靠传统的板书教学,高中生物教师不但任务重,而且教学效果也不理想,有些教学内容是板书无法书写的,没有多媒体技术的介入学生掌握起来很困难。多媒体技术可以把一些比较抽象的生物知识直观的放映出来,学生可以和荧幕形成一种直接的对流,不仅增加了教和学的信息量,还培养出学生观察事物的能力。例如,在讲动植物细胞结构时,可以通过多媒体技术把完成的细胞剖面图展示给学生,这样教师在讲解相关知识点时更加容易,学生更加直观的观察到动植物细胞内部的结构。

2.4 以发展性评价促进学生发展的教学法

建立有效的评价体系促进学生发展,提高教学质量,促进学校发展,也是新课程的重要内容之一。教学评价在新课程中有质量监控和导向作用。通过建立评价体系,可以有效的提高教师的教学水平和学生的综合素质,这样的体系能为素质教育的的实施提供保障,充分发挥评价体系促进发展的功能,让评价的过程成为促进教学发展的鱼提高的过程。评价体系的建立并不是舍弃考试制度,而是要端正目的,要学生明白学习最终是成为一个适应时代要求的高素质的公民, 而不是为了应付考试。通过建立这样的评价体系,让学生明白自己学什么,学习的目的是什么,以此提高教学的效率。

3 结语

综上所述,新课程背景下高中生物的教学是一项长期的系统工程,高中生物教师要充分认识到这个工程的艰巨性,做好相应的准备。不断提高自身素质,以培养学生的现代意识为目标,采取兴趣教学法、大力开展探究式教学法等,只有这样才能提高高中生物教学的教学水平,实现高中生物课程教学目标。

参考文献

[1]郭小平.高中生物新课程理念下的教学现状与建议[J].考试周刊.2011(52)

[2]罗香云.新课程下提高高中生物教学有效性的探究[J].生命世界.2010(08)

第8篇:生物科技和生物科学的区别范文

在新课标教材《选修3・现代生物科技专题》的“基因工程”一章中,不同版本的教材都设计了一个模拟操作。人教版为“重组DNA分子的模拟操作”,苏教版为“模拟限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用过程”。笔者整合了不同版本的教材内容,指导学生进行了一次有意义的教学实践。

1 教学分析

在DNA分子水平上进行设计和施工的基因工程技术是由“分子工具”的突破开始的,因此基因工程专题根据学生的认知规律首先介绍了DNA重组技术的基本工具,涉及准确切割DNA的“手术刀”、将DN段连接起来的“缝合线”、将体外重组的DNA导入受体细胞的“运输工具”。但由于这三种“分子工具”非常微观、抽象、复杂,所以成为教学的难点,而理解它们的结构与功能基础基因工程基本操作程序的学习是后续,因此这也是本专题的教学重点之一。为突破这个难点,并及时反馈学生对重点知识的掌握情况,教师组织学生进行“重组DNA分子的模拟操作”实验就具有重要的意义。

在模拟实验中,教师引导学生借助模型化方法,将DNA和“分子工具”放大,亲自动手对DNA分子进行“剪切”和“拼接”,模拟制备重组DNA的过程。在体验建模的过程中,教师注重激发学生的学科兴趣。模拟活动之后,教师组织学生讨论,引导分析建模过程,从而提升学生的建模思维和建模能力。同时教师将重难点知识设计为相关的问题,引发学生的思考,让其尝试应用所学知识解决问题,从而突出重点、突破难点,并及时反馈信息,为基因工程基本操作程序的教学设计提供依据。这样的建模活动将实现学生知识、能力、情感、态度与价值观的进一步提升。

2 实验目的

(1) 模拟制备重组DNA分子的操作过程;

(2) 分析制备重组DNA分子的模型,理解基因工程的基本原理;

(3) 体验制备重组DNA分子的过程,激发热爱生物科学技术的情感。

3 实验原理

基因工程是指在体外通过人工“剪切”和“拼接”等方法,对生物的基因进行改造和重新组合,然后导入受体细胞,并使重组基因在受体细胞中表达,产生人类需要的基因产物的技术。因而,基因工程又称为重组DNA技术。在体外重组DNA分子,至少需要三种工具,即“分子手术刀”――限制性核酸内切酶、“分子缝合针”――DNA连接酶和“分子运输车”――基因载体。

4 材料用具

白色纸条(3 cm×30 cm)、红色纸条(3 cm×10 cm)、剪刀、透明胶带、深色胶带(蓝色或绿色)等。

5 实验步骤

将红色纸条用透明胶带首尾相连,粘成圆环形,代表细菌的质粒(图1)。白色纸条代表含有目的基因的DN段。

假设每组学生只有一种限制酶(EcoRI限制酶或AluⅠ限制酶)和一种DNA连接酶(E・coliDNA连接酶或T4DNA连接酶)。

(注:EcoRI限制酶能识别GAATTC序列,并在G-A之间切割产生黏性末端;AluⅠ限制酶能识别AGCT序列并在G-C之间切割产生平口末端。E・coliDNA连接酶只能将双链DN段互补的黏性末端之间连接起来,不能连接平末端,T4DNA连接酶既可以连接黏性末端,又可以连接平末端,但连接平末端的效率较低。)

从白色纸条的2条DNA链上分别找出所选的限制酶所识别的核苷酸序列,画虚线表示中心轴线的位置,画箭头(“”和“”)标注酶切位点,用剪刀正确地“切割”DNA,从而获得目的基因。

用同样的方法剪切质粒(图2和图3)。

把白色纸条和红色纸条上配对的黏性末端或平末端用深色胶带粘在一起,使目的基因插入质粒中,获得重组DNA(图4和图5)。

6 注意事项

选择一种限制性核酸内切酶,一定要正确识别其特定序列,并且在识别的位点“切割”DNA分子。

选择恰当的DNA连接酶连接DNA分子形成重组DNA分子。图4所示为先用EcoRI限制酶切割,再用E・coliDNA连接酶连接形成重组质粒。图5为先用AluⅠ限制酶切割后,再用T4DNA连接酶连接形成重组质粒。

注意安全使用剪刀。

7 讨论与体会

本模拟操作是一次非常有益的教学尝试,它将微观的过程直观呈现出来,有利于学生深入理解基因工程的原理。

7.1 教学材料的改进与准备

不少教材选用的是两种颜色(如绿色和粉红色)的等宽硬纸板,然后让学生在硬纸板上依次等距离写上字母(字母要清晰、工整)。由于学生用笔所写的字母根本不可能大小一致,所以碱基要实现互补配对就比较难。因此,做出的纸带也就缺乏科学性和可行性。为此做如下改进:

将“硬纸板”改为“A4纸”,同时将“绿色和粉红色”改为“白色和红色”。因为硬纸板比较难打印,而A4纸打印非常方便。为了节约起见,含有目的基因的片段采用白色纸油印的方式,质粒采用红色纸打印。

重新设计DN段。不少教材中设计的DN段只有1个酶切位点,不能切割出两端具有黏性末端的DN段,也不能被多种限制酶所识别切割,为此作如下改进。教师需要预先将模拟的DN段放大成小二字号,另外在字母的外侧各加上一条黑线代表DNA分子的基本骨架。用白色A4纸一页(横向)打印4条带有目的基因的DNA分子,用红色A4纸一页(纵向)打印6条质粒DNA分子(图6),然后裁成等宽的纸条即可。这样既可降低实验操作的难度,也减轻了学生的负担。

改进工具,将教材中的“透明胶带”改为“深色的胶带”,如“蓝色或绿色胶带”。当教师把学生所得的实验结果用实物投影仪进行投影时,若学生用“透明胶带”,所粘贴的位置显示不出来,学生所粘贴的位置是否正确也就很难看清楚,教学效果比较差。改用“蓝色或绿色胶带”后,投影效果就非常明显了。

7.2 组织教学策略

教师可根据学生的情况,采用不同的方式实施上述实验。如果学生自学能力比较强,教师可将该实验任务课前交给学生,然后指导学生阅读教材和实验指导后,课后合作完成;课上学生交流汇报实验结果,分析模拟操作。如果学生主动学习能力不是很强,实验可在学习基因工程操作的基本工具时同时进行,学生边做边学。

教师依据模拟实验的操作情况,可以提出以下问题供学生思考与讨论:

解释模型,把制备重组DNA分子的实际步骤和模拟实验中的各个步骤联系起来,思考模型中各个术语所对应的步骤或物体,完成表1。

用剪刀剪切目的基因和用限制性核酸内切酶剪切有什么区别?(限制性核酸内切酶能自己识别双链DNA分子的某种特定核苷酸序列,并且使每条链定部位的两个核苷酸之间的磷酸二酯键断裂。而模拟实验中的剪刀除了模拟剪切磷酸二酯键外,还剪切了DNA双链碱基之间的氢键。)

在实验中,你所用的限制酶和DNA连接酶分别是什么?切割两种DNA分子你使用了同一种限制性核酸内切酶吗?为什么?(学生根据所选择的限制酶和DNA连接酶的实际情况填写。切割两种DNA分子需要使用同一种限制性核酸内切酶,因为使用同一种限制性内切酶产生同样的黏性末端,才能连接成重组DNA分子。)

DNA连接酶的作用是什么?检查你所制作的重组DNA,DNA连接酶的作用是否表示正确?(DNA连接酶的作用是恢复被限制酶切开的两个核苷酸之间的磷酸二酯键。检查模型中DNA连接酶的作用是否表示正确,主要是要看胶带粘贴的位置。)

7.3 实验评价

本实验注重实验操作过程的评价,小组之间可以相互比较,也可利用投影展示各组实验的结果,从以下几方面进行评价。

7.3.1 是否正确“识别”特定的核苷酸序列

根据所选的限制性核酸内切酶的特点,在含有目的基因的片段和质粒上找出其特定的核苷酸序列,画虚线表示中心轴线的位置,画箭头(“”和“”)标注酶切位点。

7.3.2 是否完成对目的基因和质粒的“切割”

用剪刀正确地“切割”DNA,从而获得目的基因和质粒片段。

7.3.3 是否进行正确的“拼接”

检查实验结果,主要看胶带粘贴的位置,判断DNA连接酶的作用是否表示正确。

为了检验这一模拟实验的效果,可用两个同等程度的班级进行对照实验,然后用同样的习题进行后测,比较实验班与对照班的正确率。

实践证明,采用模拟实验的班级,对基因工程中限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用理解得更为深入,学习效果更好。

参考文献: