高中生物選修1“生物技術(shù)實踐”教材教法簡介-2.ppt

普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書選修1 生物技術(shù)實踐 教材教法簡介 一 上世紀(jì)50年代 生命科學(xué)研究進入到了分子水平 這樣的進展是伴隨著生物技術(shù)的迅猛發(fā)展而來的 現(xiàn)在生物技術(shù)已經(jīng)深入到我們社會生產(chǎn)和生活的眾多領(lǐng)域 這是生物學(xué)發(fā)展歷史的總趨勢 從高中教育來看 給一部分同學(xué)設(shè)置了這門選修課程 體現(xiàn)了課程的時代性 也使學(xué)生在進入社會的時候 能夠?qū)ι锛夹g(shù)有更多的關(guān)注 在我們的科學(xué)教育里邊不能沒有技術(shù)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(shù)實踐方面的嘗試 比如在研究性學(xué)習(xí)中 在校本選修課程中 一 研讀新課標(biāo) 對 生物技術(shù)實踐 的教學(xué)準(zhǔn)確定位 一 對課標(biāo)的解讀選修模塊設(shè)計的指導(dǎo)思想 選修模塊是為了滿足學(xué)生多樣化發(fā)展的需要而設(shè)計的 有助于拓展學(xué)生的生物科技視野 增進學(xué)生對生物科技與社會關(guān)系的理解 提高學(xué)生的實踐和探究能力 課標(biāo)中 課程設(shè)計思路 可見 選修模塊的設(shè)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(xué)生在知識 情感 能力等方面的繼續(xù)學(xué)習(xí)和提升 本模塊是實驗課 所說的生物技術(shù) 是指廣義的生物技術(shù) 而不限于 甚至主要不是 現(xiàn)代生物技術(shù) 內(nèi)容包括微生物的利用 酶的應(yīng)用 生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用和生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用四部分 教師應(yīng)根據(jù)本校的條件 指導(dǎo)學(xué)生選做本模塊中的5 7個實驗 普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn) 實驗 內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn) 生物技術(shù)實踐模塊重在培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗 動手操作 收集證據(jù)等科學(xué)探究的能力 增進學(xué)生對生物技術(shù)的了解 本模塊適于繼續(xù)學(xué)習(xí)理工類專業(yè)或?qū)嶒灢僮鞲信d趣的學(xué)生學(xué)習(xí) 普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn) 實驗 課程設(shè)計思路 定位 生物技術(shù)實踐 模塊是實驗課 是以學(xué)生為主體 通過實驗設(shè)計和操作實踐來學(xué)習(xí)科學(xué)探究的選修實驗課 是在教師指導(dǎo)下 尊重學(xué)生的選擇 由學(xué)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(xué) 技術(shù) 社會方面的教育 學(xué)校教師要為學(xué)生的選擇實驗提供指導(dǎo)和相應(yīng)的支持 使學(xué)生在 做 實驗的過程中提升實驗探究的能力 二 課程標(biāo)準(zhǔn)要求的課程內(nèi)容微生物的利用酶的應(yīng)用生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用淺嘗現(xiàn)代生物技術(shù) 微生物的利用 酶的應(yīng)用 生物技術(shù)在食品加工中的應(yīng)用 生物技術(shù)在其他方面的應(yīng)用 三 生物技術(shù)實踐 模塊的意義和價值 高中生物課程設(shè)置了 生物技術(shù)實踐 選修模塊 這種專門開設(shè)以技術(shù)實踐為主題的課程在我國高中生物學(xué)教學(xué)史上是前所未有的 其意義在于全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和技術(shù)素養(yǎng) 滿足學(xué)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(xué)生的科學(xué)探究能力學(xué)生擁有從選擇課題 了解背景知識 理順研究思路 設(shè)計實驗流程 規(guī)范操作到評價結(jié)果的獨立自主權(quán) 并且最終要獲取產(chǎn)品 而不是僅僅為了驗證結(jié)論或?qū)で蟠鸢?2 集中培養(yǎng)學(xué)生的技術(shù)設(shè)計能力理解技術(shù)設(shè)計基本過程 發(fā)現(xiàn)和明確問題 制定設(shè)計方案 實施設(shè)計方案 結(jié)果分析和評價 表達(dá)和交流技術(shù)流程圖的制作技術(shù)裝置的設(shè)計和評價對技術(shù)系統(tǒng)及技術(shù)控制的理解 技術(shù)流程圖示例 3 較嚴(yán)格地 多方位地培養(yǎng)學(xué)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(dǎo)致結(jié)果的失之千里 還有操作不當(dāng)引起的安全問題 需要 認(rèn)清操作的目的和原理 了解操作對象和工具的性質(zhì) 熟悉操作的程序和要領(lǐng) 觀察和分析結(jié)果 杜絕安全事故 4 拓展和加深對生物科學(xué)技術(shù)知識的理解生產(chǎn)和生活中與課題研究有關(guān)的背景知識 實驗的生物學(xué)原理 操作的原理 有關(guān)的理化知識 與必修模塊不同的是 本模塊是為了應(yīng)用去獲取知識 在實踐過程中去理解知識 目的性更強 5 領(lǐng)悟科學(xué) 技術(shù) 社會的相互關(guān)系 凸顯科技價值觀的教育深入體會科學(xué)和技術(shù)的性質(zhì)深入體會科學(xué)和技術(shù)的價值和局限性深入體會科學(xué)與技術(shù)的相互支持深入體會技術(shù)是科學(xué)應(yīng)用于社會的橋梁深入體會技術(shù)是人的感官和肢體的延伸 大大加強人類干預(yù)自然的能力 6 砥礪科學(xué)精神 強化科學(xué)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(wù)實 謙虛謹(jǐn)慎 嚴(yán)格要求 從課標(biāo)中具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)所用的目標(biāo)行為動詞可以看出 本模塊為學(xué)生自主創(chuàng)新留出極大空間 二 課程教材特點技術(shù)性 實踐性基礎(chǔ)性 時代性多樣性 選擇性 一 生物技術(shù) 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(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品 1982年 國際合作及發(fā)展組織重新定義 是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理 依靠微生物 動物 植物體作為反應(yīng)器 將物料進行加工以提供產(chǎn)品來為社會服務(wù)的技術(shù) 傳統(tǒng)生物技術(shù) 主要是通過微生物的初級發(fā)酵來生產(chǎn)商品 現(xiàn)代生物技術(shù) 1973年 第一個DNA重組實驗成功 此后 以DNA重組技術(shù)為核心的現(xiàn)代生物技術(shù)興起 生物技術(shù)的構(gòu)成 本模塊是實驗課 這里所說的生物技術(shù)是廣義的 廣義的生物技術(shù)指人類以經(jīng)驗為基礎(chǔ) 改造生物及其功能的技術(shù) 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(shù)是指人類以現(xiàn)代生物學(xué) 生物化學(xué)等特別是分子生物學(xué)為基礎(chǔ) 在細(xì)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(shù) 如組織培養(yǎng)技術(shù) 克隆技術(shù) DNA重組技術(shù)等 教材中所涉及到的生物技術(shù) 傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù) 如釀葡萄酒 制作腐乳和泡菜等微生物培養(yǎng)技術(shù)植物的組織培養(yǎng)技術(shù)植物有效成分的提取細(xì)胞的固定化 PCR和蛋白質(zhì)技術(shù)等現(xiàn)代生物技術(shù) 微生物 微生物是形體微小 單細(xì)胞或個體結(jié)構(gòu)簡單的多細(xì)胞或無細(xì)胞結(jié)構(gòu)的低等生物的通稱 它不是分類學(xué)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(xì)菌化石 如鐵細(xì)菌 藍(lán)細(xì)菌等 巖石層中發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)古細(xì)菌活動痕跡 從地質(zhì)年代推算 最早的細(xì)菌在35億年前已經(jīng)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(shù)專題1傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用專題2微生物的培養(yǎng)與應(yīng)用專題3植物的組織培養(yǎng)技術(shù)專題4酶的研究與應(yīng)用專題5DNA和蛋白質(zhì)技術(shù)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(biāo)準(zhǔn)對本模塊的要求 本模塊的主要特點是突出了科學(xué)探究和操作實踐 兼顧了背景知識和科學(xué)原理的介紹 體現(xiàn)學(xué)生的選擇 自主 合作 探究 滲透科學(xué)思維 科學(xué)方法的訓(xùn)練 歸納 演繹 類比等思維的方法 重復(fù)和對照的設(shè)計 通過引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗來訓(xùn)練科學(xué)方法 正文和旁欄中的思考題大多圍繞科學(xué)方法來設(shè)計 實驗室工作的有關(guān)規(guī)定或相關(guān)資料集于附錄 生物學(xué)實驗室基本安全規(guī)則 生物學(xué)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(xué)抑制劑 課題結(jié)構(gòu)簡析 課題背景 從生產(chǎn)和生活出發(fā) 突出了與學(xué)生生活經(jīng)驗的聯(lián)系 并高度注意某項生物技術(shù)與社會生活 或生產(chǎn) 或發(fā)展的關(guān)系 讓學(xué)生明白研究此課題的意義并調(diào)動學(xué)生探究的積極性 課題結(jié)構(gòu)簡析 融基礎(chǔ)知識 實驗設(shè)計和操作提示于一體 實際上提示學(xué)習(xí)過程 或教學(xué)過程 應(yīng)關(guān)注知識和能力的統(tǒng)一 思維和實踐的統(tǒng)一 學(xué)科學(xué) 做科學(xué) 用科學(xué)的統(tǒng)一 基礎(chǔ)知識 闡明引課題的科學(xué)原理和基本方法實驗設(shè)計 提供實驗流程圖和參考資料 引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計操作提示 操作層面的指導(dǎo)性建議 課題結(jié)構(gòu)簡析 結(jié)果分析與評價 分析結(jié)果 得出結(jié)論 以評價為杠桿 引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)和反思 傾聽不同意見 不斷進取 評價又以學(xué)生自我評價和教師評價相結(jié)合 最終確定是否獲得了該課題應(yīng)得的學(xué)分 使考核落到實處 課題結(jié)構(gòu)簡析 課題延伸和相關(guān)鏈接體現(xiàn)了學(xué)習(xí)的開放性 鼓勵有興趣 有相應(yīng)潛質(zhì)的學(xué)生 得到進一步的發(fā)展 課題延伸 縱向拓展相關(guān)鏈接 橫向聯(lián)系 三 教學(xué)建議 一 通過教學(xué)要實現(xiàn)的目標(biāo)1 多方位地培養(yǎng)學(xué)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(shè)計的正確 還需一絲不茍的 精確而細(xì)致的操作 為此 應(yīng)注意 在以下方面 教師對學(xué)生應(yīng)嚴(yán)格要求 這將有利于提升學(xué)生的實際操作能力 并保證課題的完成 認(rèn)清操作的目的和原理了解操作對象和工具的性質(zhì)熟悉操作的順序和要領(lǐng)觀察和分析操作的效果多次練習(xí)操作的要領(lǐng) 熟能生巧杜絕操作中的安全事故教師應(yīng)充分發(fā)揮指導(dǎo)和示范作用 并把操作能力細(xì)化為形成性評價的一部分 2 拓展和加深對生物科學(xué)技術(shù)知識的理解本模塊的教學(xué)內(nèi)容 并非實驗指導(dǎo)手冊那樣簡單 例如微生物的培養(yǎng) 純化 分離和應(yīng)用 對于中學(xué)生來說 完全是新的知識內(nèi)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(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)知識 植物有效成分的提取中有許多物理和化學(xué)知識的應(yīng)用 即使是與生活密切相關(guān)的傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)和酶制劑的應(yīng)用 也需要復(fù)習(xí)有關(guān)的基礎(chǔ)知識 技術(shù)操作的本質(zhì)也是知識 原理的應(yīng)用 拓展和加深對生物科學(xué)技術(shù)知識的理解 其教育價值仍不應(yīng)忽視 與其他必修 選修模塊不同 本模塊的學(xué)習(xí)是為了應(yīng)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(shù)實踐 中的課題從傳統(tǒng)發(fā)酵技術(shù)到現(xiàn)代分子生物技術(shù)都有所涉及 可謂 基礎(chǔ) 與 現(xiàn)代 并重 但應(yīng)明確 無論課題針對的是哪項具體技術(shù) 它都同樣能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力 課題的教育價值并不因為技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)或是傳統(tǒng)技術(shù)而提升或降低 教師在選擇課題時 不要追求時髦 應(yīng)該結(jié)合本地教學(xué)資源的實際情況做出合理取舍 4 學(xué) 圍繞 做 生物技術(shù)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(chǎn)品 除個別情況外 產(chǎn)品均為物質(zhì)實體 如葡萄酒等 每個課題應(yīng)圍繞怎樣做 怎樣做得更好進行 即使是科學(xué)原理和實驗技術(shù)的學(xué)習(xí) 也應(yīng)圍繞著 做 進行 教師在教學(xué)中要擺脫傳統(tǒng)教學(xué)習(xí)慣的影響 將 做 擺在核心位置 讓 學(xué) 圍繞 做 5 自學(xué)為主 指導(dǎo)為輔 生物技術(shù)實踐 強調(diào)學(xué)生的自主性 提倡自學(xué)和探究 教師在教學(xué)過程中需要保證學(xué)生的主體地位 在基礎(chǔ)知識 實驗設(shè)計 實驗操作等各環(huán)節(jié)都要讓學(xué)生動起來 同時又要發(fā)揮好指導(dǎo)作用 注意進程控制 及時給予提示和指導(dǎo) 避免學(xué)生陷入無助或盲動的困境 6 確定有效評價體系 生物技術(shù)實踐 要求學(xué)生積極參與實驗的全過程 主要包括實驗操作 結(jié)果分析 方法改進等多個環(huán)節(jié) 如何對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進行合理評價是一個值得深入研究的問題 在教學(xué)實踐中 教師應(yīng)根據(jù)實際情形確定準(zhǔn)確和可操作的評價體系 二 制定切實可行的教學(xué)計劃 教學(xué)計劃應(yīng)該包含以下的主要內(nèi)容 1 本學(xué)期計劃完成哪幾個實驗 結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況和學(xué)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(yīng)該安排哪些內(nèi)容 教師應(yīng)提前將這些實驗做一遍 3 各個實驗需要準(zhǔn)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(shù)量為多少 4 哪些實驗需要教師提前做好準(zhǔn)備 需要做好哪些準(zhǔn)備 5 各個實驗教學(xué)的順序怎樣安排 6 如何評價學(xué)生的學(xué)習(xí)情況 三 教學(xué)過程設(shè)計的建議 1 讓學(xué)生先自學(xué)有關(guān)基礎(chǔ)知識 弄清原理 再設(shè)計實驗 設(shè)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(shè)計方案進行審核 提出修改意見 3 由學(xué)生進行實驗 記錄結(jié)果 獲得產(chǎn)品 寫出實驗報告 在班上交流 4 教師要幫助學(xué)生準(zhǔn)備有關(guān)實驗器具材料 組織討論 作出評價 四 組織好 生物技術(shù)實踐 教學(xué)活動 1 充分利用已有的資源 課內(nèi)和課外相結(jié)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(xué)習(xí)在課堂上完成 但具體的實踐需要學(xué)生在家里完成 如何利用學(xué)生家里已有的資源 讓學(xué)生在家里和父母一起制作腐乳 既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣 提高了學(xué)生的操作技能 加深學(xué)生對原理的理解 使學(xué)生獲得成功的滿足感 同時又可以加深學(xué)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(lǐng)班級也挺多 如何在限定的時間內(nèi)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(rèn)真組織和安排 如 班與班之間的銜接 觀察的時