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【關(guān)鍵詞】生物學(xué) 遺傳與變異 實驗課 教學(xué)案例
【中圖分類號】G633.91 【文獻標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089(2013)11-0180-01
對中學(xué)階段學(xué)生來說,學(xué)習(xí)遺傳變異知識不僅對理解生命現(xiàn)象,提高生物科學(xué)素養(yǎng)有積極的促進作用,而且對整個生物學(xué)課程學(xué)習(xí)也有著基礎(chǔ)作用。不過,有關(guān)遺傳變異的教學(xué)一直是中學(xué)階段的難點,如何擺脫抽象、刻板、概念化的講述方式,開發(fā)直觀、體驗性的實驗課教學(xué)案例,是課改后中學(xué)階段生物學(xué)教學(xué)改革與創(chuàng)新的方向[1]。本文筆者認為,從現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)角度來展示遺傳變異現(xiàn)象可作為實驗課教學(xué)案例開發(fā)的一種嘗試。
1.案例選取理論依據(jù)
選取中學(xué)生物學(xué)課程“生物技術(shù)實踐”板塊中“微生物的利用”章節(jié),以催勉克氏菌為分析載體。催勉克氏菌系優(yōu)良的水稻根際聯(lián)合固氮菌,對羅紅霉素具有抗性。而帶有質(zhì)粒pFAJl819::mTn59gusA-pgfp21的大腸桿菌,具有卡那霉素、氨芐青霉素抗性和綠色熒光的遺傳標(biāo)記,同時也攜帶無啟動子的β-葡萄糖苷酸鎂基因(gusA),后者的表達產(chǎn)物β-葡萄糖苷酸鎂可使5-溴-4-氯-3-吲哚-B-D-葡糖苷酸(X―Gluc)分解而呈藍色。
通過接合作用,質(zhì)粒pFAJl819::mTn59gusA-pgfp21導(dǎo)入受體菌催勉克氏菌,產(chǎn)生接合子。于接合子內(nèi),轉(zhuǎn)座子mTn59usA―pgfg2121攜帶的葡萄糖苷酸酶基(無啟動子)、卡那霉素抗性基因(有啟動子)和2個綠色熒光蛋白基因(有啟動子)插入到催勉克氏菌DNA中,綠色熒光蛋白、gusA及卡那霉素抗性基因的表達。由于在細菌繁殖生長過程中不同基因轉(zhuǎn)錄表達強度有差異,即啟動子活性有別,有不同接合子形成的單菌落在含有單菌落在含有β-葡萄糖苷酸鎂底物培養(yǎng)基上水解底物的強度也出現(xiàn)差異,藍色深,說明mTn59gusA-pgfp21插入的基因的啟動子活性高,藍色淺,則相反[2],即為展示細菌的遺傳與變異現(xiàn)象。
2.實驗方法
2.1實驗對象
催勉克氏菌Klebsiella oxytoca,大腸桿菌AJl819/Esch-eriehia colj DH5ae/DH5α。
2.2培養(yǎng)基、抗生素及儀器
LB培養(yǎng)基組成:酵母提取物、氯化鈉各5g,蛋白胨10g,雙蒸水1000ml,121℃滅菌20min;
抗生素:卡那霉素25μg/mL,羅紅霉素100μg/mL氨芐青霉素,4℃保存。
無痰培養(yǎng)基組成:甘露醇10g、KH2PO4 g,MgSO4?7H200.4 g,NaCl 0.2g等,蒸餾水1000ml,瓊脂15-20g,115℃殺菌30min。
2.3 儀器
試管,三角燒瓶,燒杯,培養(yǎng)皿.量筒, 1.5mL離心塑料管,玻璃棒,接種環(huán),牛角匙,酒精燈,棉花,牛皮紙,記號筆,pH試紙(pH5.5~9.0),麻繩,紗布,簽,過濾除菌器,培養(yǎng)基分裝器等實驗室常備儀器。
2.4 親本接合方法
將FAJl819/E.coli(供體菌)和催娩克氏菌(受體菌)培養(yǎng)至對數(shù)期,按2:l比例在少量LB液體培養(yǎng)基中靜置培養(yǎng)24~48h,取適量涂布于含有50 μg/mL吖啶橙、25μg/mL卡那霉素、100μg/mL羅紅霉素的無氮固體培養(yǎng)基(篩選培養(yǎng)基)30℃下培養(yǎng)篩選接合子。將篩選出的真接合子、pFAJl819::mTn59gusA-pgfp21/ E. colj DH5α(供體菌)、催勉克氏菌(受體菌)分別用滅菌牙簽點接預(yù)先準(zhǔn)備好的3種培養(yǎng)基:①添加25μg/Ml Km和20μg/mL X-gluc無痰培養(yǎng)基;②添加20μg/mL X-gluc的LB;③無痰培養(yǎng)基,于30℃培養(yǎng)1-2d后觀察菌體生長及gusA、gfp基因產(chǎn)物表達情況。
3.結(jié)果
經(jīng)親本接合和篩選獲得真接合子,供體菌、受體菌和接合子在不同性質(zhì)培養(yǎng)基上的生長和顯色統(tǒng)計如下表1:
表1 不同培養(yǎng)基上供體菌、受體菌和接合子生長及標(biāo)記基因表達
4.討論
正如前面所言,生物學(xué)遺傳變異教學(xué)必須更直觀、具象化,強調(diào)體驗式,重在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和探究欲望,在此過程中加深對遺傳變異知識點的理解和掌握。從本文來說,該實驗最大特色在于操作簡單,實驗現(xiàn)象形象性突出,易觀察。實驗過程涉及到的培養(yǎng)基配置、消毒殺菌、細菌接種、震蕩、靜置培養(yǎng)、肉眼觀察等,環(huán)節(jié)清晰,各個操作均易操作。選取“微生物利用”作為案例開發(fā)對象,就是針對細菌涉及到的抗生素抗性、綠色熒光標(biāo)記、gusA基因顯色具有易識別現(xiàn)象,因改變導(dǎo)致的表型和功能變化在短時間內(nèi)即可通過肉眼觀察,這對學(xué)生來說易于認知和理解。
參考文獻:
[1]胡玉華.對生物學(xué)核心概念及其內(nèi)涵的研究[J].生物學(xué)通報,2011(46):53-56
1 教學(xué)過程
1.1 導(dǎo)入新課
教師播放幻燈片:過去的10年里發(fā)生了兩件與我們生活息息相關(guān)的大事――2003年的“非典”和2009年的“甲流”。請問,“非典”和“甲流”都是由什么引起的?由于學(xué)生曾經(jīng)經(jīng)歷過這兩件大事,都能回答:病毒。
教師繼續(xù)引入:我們在第一單元第一章第一節(jié)內(nèi)容學(xué)習(xí)時知道“除病毒外,生物都是由細胞構(gòu)成的”,在本單元前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)中知曉“細胞是構(gòu)成除病毒外生物體的基本結(jié)構(gòu)和功能單位”。那病毒的結(jié)構(gòu)是怎樣的?病毒怎樣生活?它與我們的關(guān)系如何?
1.2 病毒知識
沒有細胞結(jié)構(gòu)的微小生物――病毒。
1.2.1 知道病毒病
地球上的人類,其他動物和植物遭受病毒病的折磨已有許多世紀(jì)。教師播放多媒體課件上相關(guān)的病毒病的資料照片,并講解。
1.2.2 學(xué)習(xí)病毒發(fā)現(xiàn)史
這部分內(nèi)容以教師講解為主。
當(dāng)這些疾病出現(xiàn)時,人們不知道發(fā)生的原因,愚昧地認為是天譴。隨著時代的發(fā)展,科學(xué)的進步,科學(xué)家們有強烈的使命感和責(zé)任感要去解開其中的奧秘。
Adolf Mayer被煙草的一種病態(tài)吸引住了,其癥狀是感染葉子上出現(xiàn)深、淺相間的綠色區(qū)域,故麥爾在1886年稱為煙草花葉病。通過對葉子和土壤的分析麥爾指出不能把此病歸于無機物平衡失調(diào)。這可能是一個細菌病。
1892年從事煙草病工作的年青的俄國科學(xué)家伊萬諾夫斯基發(fā)現(xiàn)感受花葉病的葉汁,即使經(jīng)過Chamberland氏燭形濾器的過濾也仍具有傳染的性質(zhì)。這項觀察提示了存在一種比以前所知的任何一種都小的病原,他認為該病是由產(chǎn)生毒素的細菌引起的。
1898年,荷蘭科學(xué)家貝杰林克Beijerinck重復(fù)了伊萬諾夫的實驗,他從患花葉病的煙草葉中擠出汁液,并使之通過Chamberland氏濾器。表明濾液仍有侵染性。貝杰林克相信他的濾器阻擋住了細菌。將汁液置于瓊脂凝膠塊的表面時,發(fā)現(xiàn)侵染性物質(zhì)在凝膠中以適當(dāng)?shù)乃俣葦U散,而細菌仍滯留于瓊脂的表面。因此認為這種侵染性物質(zhì)要比通常的細菌小。貝杰林克用“病毒(Virus)”來命名這種史無前例的小病原體。不難看出真正發(fā)現(xiàn)病毒存在的是貝杰林克。
伊萬諾夫斯基和貝杰林克通過他們創(chuàng)造性工作發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病毒,從而開創(chuàng)了病毒學(xué)獨立發(fā)展的歷程。
自病毒發(fā)現(xiàn)直到上個世紀(jì)30年代初,病毒學(xué)研究主要集中在:分離和鑒定引起各種病毒性疾病的病毒;病毒對疾體所引起的特異性病理效應(yīng);病毒的傳播方式和感染宿主范圍;各種理化因子對病毒感染的影響等方面。
1935年,美國生化學(xué)家斯坦利(stanley)磨了上噸重的感染花葉病的煙葉,得到了一小匙在顯微鏡下看來是針狀結(jié)晶的東西,把結(jié)晶物放在少量水中,水就出現(xiàn)乳光了,用手指沾一點這溶液,在健康煙葉上磨擦幾下,一星期以后這棵煙草也得了同樣類型的花葉病??梢娞峒兊臇|西的確是有侵染性的煙草花葉病毒。今天在美國加州大學(xué)的原來斯坦利實驗室里,仍然保留著一個標(biāo)注著“Tob.Mos.”字樣的瓶子,其中就盛著當(dāng)年第一次提純的煙草花葉病毒(簡稱TMV)。Stanley的研究論文1953年發(fā)表在Science雜志上,他在論文中寫道:“煙草花葉病毒是一種具有自我催化能力的蛋白質(zhì),它的增殖需要活體細胞的存在”。1936年Bawden和Pirie等在純化的TMV中發(fā)現(xiàn)了含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在。1939年,G.A.Kansche在電鏡下直接觀察到了TMV,指出TMV是一種直徑為1.5 nm,長為300 nm的長桿狀的顆粒。
教師引導(dǎo)提問:病毒的發(fā)現(xiàn)過程說明病毒具有什么特征?學(xué)生思考后回答:病毒很小,電子顯微鏡下才能看見。教師肯定學(xué)生的答案并補充:10億個病毒才一根頭發(fā)絲大小,病毒小用納米計量。
教師提問:回過頭來再看2003年“非典”和2009年“甲流”,從疫情暴發(fā)到疫情控制,只有短短的幾個月。你從中得到什么啟示?在老師的引導(dǎo)下學(xué)生思考并回答:這和科技的進步,社會的發(fā)展是分不開的。
1.2.3 病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)
在電子顯微鏡的幫助下,科學(xué)家解開了病毒的神秘面紗,了解了病毒的形態(tài)和結(jié)構(gòu)。教師接著介紹病毒的三種基本形態(tài)以及相應(yīng)的具體病毒,病毒的結(jié)構(gòu)??茖W(xué)家繪制的病毒的模式圖經(jīng)大家觀察后發(fā)現(xiàn)什么共同點?學(xué)生一眼能看見外面的部分是藍色里面用的是黃色。教師肯定學(xué)生的發(fā)現(xiàn),接著回顧:1953年美國生化學(xué)家斯坦利發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒的蛋白質(zhì)組分,1936年Bawden和Pirie等發(fā)現(xiàn)了煙草花葉病病毒含磷和糖類的組分,它們以核糖核酸的形式存在,也就是說科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煙草花葉病病毒的組分是兩大類:蛋白質(zhì)和核糖核酸,即在“細胞的生活”一章的學(xué)習(xí)知道核糖核酸是遺傳物質(zhì),請同學(xué)猜測模式圖里的藍色和黃色繪圖分別代表了什么?學(xué)生很自然的想到是蛋白質(zhì)和遺傳物質(zhì),但關(guān)于具體的分別代表什么組分有爭議。教師告知:科學(xué)家通過這種方式傳達了一個病毒的信息,那就是:藍色繪制的是病毒的“蛋白質(zhì)外殼”以及黃色繪制的“內(nèi)部的遺傳物質(zhì)”。強調(diào)病毒的遺傳物質(zhì)不能說DNA,因為有的病毒的遺傳物質(zhì)是DNA,有的病毒的遺傳物質(zhì)是RNA。
1.2.4 病毒的生活、繁殖
教師提問:前面學(xué)習(xí)病毒的發(fā)現(xiàn)史時知道煙草花葉病毒是生活在煙葉里的,它為什么能讓煙葉患病呢?學(xué)生懷著好奇的心態(tài)看教師播放大腸桿菌噬菌體繁殖過程動畫,明確病毒是在細胞里繁殖。教師提問:事實上,煙草花葉病毒也是在煙葉細胞內(nèi)靠自己的遺傳物質(zhì)中的遺傳信息,利用煙葉細胞內(nèi)的物質(zhì)繁殖,釋放新個體時破壞煙葉細胞,導(dǎo)致煙葉患病。試想:離開活的煙葉細胞,煙草花葉病毒會怎樣?學(xué)生很多都自然而然的認為會死亡,仍然有學(xué)生會說變結(jié)晶體,理由就是講解病毒發(fā)現(xiàn)史時提到的“一小匙在顯微鏡下看來是針狀結(jié)晶的東西”。教師進一步引發(fā)學(xué)生好奇心:病毒離開活細胞會變成結(jié)晶體,當(dāng)再有機會侵入活細胞生命活動就重新開始了。為了避免更多的生物感染疾病,我們應(yīng)該怎樣處理患病毒病的生物體?學(xué)生方法很多,如拋擲荒野,深埋等,最后教師總結(jié):深埋或者焚燒。
1.2.5 病毒的分類
教師講述:病毒生活在活細胞里,病毒的這種生活方式叫做寄生生活。根據(jù)病毒的寄主的不同,可以將病毒分為:動物病毒、植物病毒和細菌病毒,細菌病毒也叫噬菌體。注意:病毒寄生的專一性,比如動物病毒只寄生在動物體內(nèi)。請同學(xué)們和我一起來判斷這些病毒分屬于哪一類病毒(在此使用病毒病里涉及的病毒:脊髓灰質(zhì)炎病毒、天花病毒、家蠶核型多角體病毒、狂犬病病毒以及流感病毒屬于動物病毒;郁金香碎色病病毒屬于植物病毒,補充大腸桿菌噬菌體)。
1.2.6 病毒與人類的關(guān)系
教師:我們已經(jīng)了解了病毒的大小、結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)方式和種類,你能根據(jù)生活經(jīng)驗和剛才涉及的內(nèi)容,講講病毒和我們?nèi)祟惖年P(guān)系嗎?通過前面的學(xué)習(xí),學(xué)生第一反應(yīng)就是讓人、動物植物患病,有害的。教師說:其實,病毒對于我們來說,也有有利的方面,比如你才注射過的流感疫苗。學(xué)生一片嘩然,大多覺得不可思議、害怕。面對此種情況,讓學(xué)生知曉疫苗的工作原理和制作工藝是必須的,因此準(zhǔn)備了兩段視頻:一感冒病毒的侵襲與機體反應(yīng),知曉身體產(chǎn)生抗體,這就是為什么患過病毒引發(fā)的某種疾病治愈后不再患病的原因;二疫苗的作用原理,知曉疫苗是減毒或滅活的病毒,刺激身體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗體。病毒不僅僅可以制作疫苗預(yù)防病毒性疾病,還能利用病毒在活細胞中寄生繁殖的特性治療疾病以及制高效的生物農(nóng)藥,請學(xué)生說說為什么。學(xué)生能聯(lián)想到:一病毒寄生的專一性;二病毒在活細胞內(nèi)寄生生活,實質(zhì)是在細胞內(nèi)繁殖,病毒釋放時寄主細胞裂解,正是由于這兩個原因,科學(xué)家利用病毒治療疾病以及制高效的生物農(nóng)藥。接著教師播放與之相關(guān)的多媒體課件圖片。
1.3 知識小結(jié)
學(xué)生自己小結(jié),不完整的由其他學(xué)生補充。
【關(guān)鍵詞】學(xué)習(xí)動機 高中生物 課堂教學(xué)
對于高中理科生來講,高中生物的重要性不言而喻。通過對高中生物知識進行學(xué)習(xí),學(xué)生可以了解生物現(xiàn)象,掌握生命活動規(guī)律?!皩W(xué)習(xí)動機”是一種學(xué)習(xí)狀態(tài),對于學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)有著較大的影響。傳統(tǒng)的高中生物課堂教學(xué)中,教師往往不太注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)較為被動。針對這一定情況,教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中,有效結(jié)合新課改的相關(guān)要求,在教學(xué)過程中融入學(xué)習(xí)動機因素。通過這樣的教學(xué)方式,學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性就會大大提高,從而極大地增強他們的學(xué)習(xí)效果,確保生物學(xué)習(xí)的有效性。
一、創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣
教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)可以使學(xué)生在相應(yīng)的情境下理解知識。比如說,一些抽象的知識和概念通常較難理解,但是學(xué)生在相應(yīng)的教學(xué)情境下可以較好地理解這些知識內(nèi)容。傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)中,教師往往不太注重課堂教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè),使得學(xué)生在學(xué)習(xí)時只能通過死記硬背加深對于所學(xué)知識的印象,很顯然這樣的教學(xué)方式是不合理的。教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境,根據(jù)新課改的要求讓學(xué)生在課堂教學(xué)情境下領(lǐng)悟知識,培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣。
比如在進行蘇教版高中生物必修(一)第四章“光合作用和細胞呼吸”這部分的知識點的學(xué)習(xí)的時候,教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中以“蒸騰作用”為例創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境。通過“蒸騰作用”的教學(xué),教師應(yīng)該幫助學(xué)生理解“蒸騰作用的概念和過程”、“蒸騰作用對作物生活所起到的重要性”以及“蒸騰作用和人類生產(chǎn)生活之間的關(guān)系”等內(nèi)容。為了創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,教師應(yīng)該讓學(xué)生進行相應(yīng)的試驗。教師可以為移栽試驗事先準(zhǔn)備兩組植物,其中一組植物進行“原樣移栽”處理,另一組則去掉相應(yīng)的枝葉。這時候,教師應(yīng)該讓學(xué)生觀察植物的成活情況。通過觀察,學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)“去掉枝葉的植物存活率高”的特征,從而會感到好奇。這樣教師再對這部分知識進行講解時,學(xué)生就會主動進行學(xué)習(xí)。
二、合理運用“強化理論”,有效激發(fā)學(xué)習(xí)動機
“強化理論”指的就是,教師在進行教學(xué)時不斷強化所學(xué)內(nèi)容,加深學(xué)生對于所學(xué)內(nèi)容的印象?!皬娀碚摗边\用到教學(xué)方式,可以幫助學(xué)生提高他們的學(xué)習(xí)興趣,有效激發(fā)學(xué)習(xí)動機。傳統(tǒng)的高中生物課堂教學(xué)中,教師通常不太注重對所學(xué)知識進行強化,很多知識如果只是教授一遍,很難在學(xué)生的大腦中留下印象。所以教師應(yīng)該結(jié)合新課改的要求和高中生的認知特點,對所學(xué)的高中生物知識加以強化,從而幫助學(xué)生更好地吸收所學(xué)知識。
比如在進行蘇教版高中生物選修(二)第一章“無菌操作技術(shù)實踐”中“微生物的培養(yǎng)和應(yīng)用”這部分的知識點的學(xué)習(xí)的時候,教師應(yīng)該合理運用“強化理論”開展教學(xué)。通過“微生物的培養(yǎng)和應(yīng)用”的教學(xué),教師應(yīng)該幫助學(xué)生掌握“有關(guān)微生物培養(yǎng)的基礎(chǔ)知識”、“基本操作技術(shù)”以及“實際問題”等。其中有些知識較為抽象,學(xué)生很可能會跟到難以理解。教師應(yīng)該對“如何制備培養(yǎng)基”以及“高壓蒸汽滅菌”等知識加以強化,讓學(xué)生理解這些抽象知識,從而加深他們對于所學(xué)內(nèi)容的掌握程度。由此看來,通過運用“強化理論”,教師可以使學(xué)生加深對所學(xué)知識的理解,激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機,幫助他們有效掌握所學(xué)知識。
三、開展學(xué)習(xí)競爭活動,提高學(xué)生的綜合能力
相關(guān)調(diào)查表明,競爭活動可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機。通過適當(dāng)開展競爭活動,可以活躍課堂教學(xué)氣氛,使學(xué)生的學(xué)習(xí)變得更加投入。傳統(tǒng)的高中生物教學(xué)中,教師很少注重學(xué)習(xí)競爭活動的開展,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣不高。針對這一情況,教師應(yīng)該結(jié)合新課改的相關(guān)要求,在課堂上開展學(xué)習(xí)競爭活動。學(xué)生在競爭活動中,可以激發(fā)他們的學(xué)習(xí)動機,使他們學(xué)會靈活運用所學(xué)知識,從而提高他們的綜合能力。
比如在進行蘇教版高中生物必修(三)第四章“生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)”中“生態(tài)系統(tǒng)和生物圈”這部分的知識點的學(xué)習(xí)的時候,教師應(yīng)該在課堂上開展學(xué)習(xí)競爭活動。教師應(yīng)該讓學(xué)生進行知識競答,看誰掌握的知識點多。知識競答可以和“生態(tài)系統(tǒng)的組成”、“生態(tài)系統(tǒng)的種類”以及“有害物質(zhì)會通過食物鏈不斷積累,請舉例進行說明”等內(nèi)容相關(guān)。學(xué)生根據(jù)自己的所學(xué)知識,進行知識搶答。由此看來,通過知識競答,學(xué)生的學(xué)習(xí)動機就會大大增強,從而幫助他們更好地進行學(xué)習(xí)。
綜上所述,傳統(tǒng)的高中生物課堂教學(xué)中,教師往往不太注重培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機,使得學(xué)生的學(xué)習(xí)較為被動。針對這一定情況,教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中,有效結(jié)合新課改的相關(guān)要求,在教學(xué)過程中融入學(xué)習(xí)動機因素。首先,教師應(yīng)該在課堂教學(xué)中創(chuàng)設(shè)課堂教學(xué)情境,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;其次,教師應(yīng)該合理運用“強化理論”,有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機;最后,教師還應(yīng)該開展學(xué)習(xí)競爭活動,提高學(xué)生的綜合能力。
【參考文獻】
[1] 喬湘平. 激發(fā)學(xué)習(xí)動機的心理對策[J]. 中國職業(yè)技術(shù)教育,2005年22期.
為適應(yīng)地方本科院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的目標(biāo),在生物化學(xué)理論課程教改中嘗試了案例式教學(xué)法,構(gòu)建了生物化學(xué)案例編寫的格式標(biāo)準(zhǔn)、案例教學(xué)實施的方法及案例教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn),并以2013級和2014級生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生為研究對象進行了生物化學(xué)案例式教學(xué)法教學(xué)效果的問卷調(diào)查,結(jié)果表明案例式教學(xué)法獲得了比較理想的教學(xué)效果,并且得到了學(xué)生的普遍歡迎和認可。
關(guān)鍵詞:
案例式教學(xué)法;生物化學(xué);地方本科院校
案例式教學(xué)法最早是在1870年前后由哈佛法學(xué)院前院長克里斯托弗•哥倫布•郎得爾用在哈佛大學(xué)的法學(xué)教育方面[1],經(jīng)過一個多世紀(jì)的推廣和發(fā)展,案例式教學(xué)法已經(jīng)成為一種成熟的教學(xué)方法。它在國外被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、管理、經(jīng)濟、法學(xué)等學(xué)科的教學(xué)過程中并取得了良好的教學(xué)效果。然而在國內(nèi)基本上還處在探索階段,近年我國一些中醫(yī)院校和教師也進行了生物化學(xué)案例式教學(xué)的改革嘗試[2-5],通過教學(xué)改革證明,將案例式教學(xué)法用于生物化學(xué)課程教學(xué),不但可提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物化學(xué)的興趣,還可培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力和歸納總結(jié)能力,提高了生物化學(xué)的教學(xué)質(zhì)量。本課程組擬就生物化學(xué)中與生活相關(guān)的知識點內(nèi)容采用案例式的教學(xué)方法,通過設(shè)計案例及問題討論,將學(xué)生引入到特定情境中,讓學(xué)生帶著問題去主動學(xué)習(xí),激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和解決問題的能力,滿足了地方本科院校培養(yǎng)應(yīng)用型人才的需要。
1案例教學(xué)的編寫與實施
1.1案例編寫的格式標(biāo)準(zhǔn)
本課程組制定了生物化學(xué)案例的編寫格式標(biāo)準(zhǔn),保證了教學(xué)案例庫的編寫質(zhì)量。本課程案例編寫格式標(biāo)準(zhǔn)為:(1)案例名稱;(2)案例涉及主要教學(xué)章節(jié);(3)案例教學(xué)適用對象;(4)案例類型;(5)教學(xué)案例,包括案例的內(nèi)容、提出的問題、涉及的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容、問題參考的答案以及知識拓展5個方面。案例名稱是教學(xué)案例的標(biāo)志,要求簡要明確,突出主題,能反映出案例的內(nèi)容和特點;案例類型主要分為簡單案例和復(fù)雜案例;案例內(nèi)容是案例的主要部分,教師需遵照案例編寫的要求,根據(jù)案例原始材料進行整理編制,另外,以使教學(xué)更具有針對性,教師還應(yīng)圍繞案例提出相關(guān)問題,通過提出案例中的有關(guān)問題來實現(xiàn)教學(xué)要求,案例涉及的主要學(xué)習(xí)內(nèi)容部分與提出問題部分前后呼應(yīng),相互補充。除此之外,教師還可在拓展部分結(jié)合案例列出可以進一步學(xué)習(xí)的相關(guān)問題,讓學(xué)生通過課下查閱資料進行自學(xué),不但開闊了學(xué)生的視野,還培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力以及發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力。
1.2案例教學(xué)實施的方法
通過2013級和2014級生物科學(xué)專業(yè)學(xué)生“大學(xué)生學(xué)習(xí)狀況調(diào)查問卷”調(diào)查結(jié)果以及案例選編的原則,課程組制定了兩套實施方案。第一套方案是教師先不講解相關(guān)章節(jié),讓學(xué)生先自學(xué)再對案例進行分析,最后教師再進行講解和總結(jié)?;窘虒W(xué)過程設(shè)計如下,課前:①明確教學(xué)目標(biāo),布置案例及問題;②學(xué)生課下自學(xué)并預(yù)習(xí)教材學(xué)習(xí)內(nèi)容,查閱案例相關(guān)資料,小組進行討論和分析,得出初步結(jié)論。課堂:小組代表匯報學(xué)習(xí)成果;②教師精講點撥,引導(dǎo)構(gòu)建基本理論框架;③課堂再討論,達成共識。課后:查閱文獻,完成問題拓展。教師在課前確定教學(xué)目標(biāo)并將其轉(zhuǎn)化為具體案例及相關(guān)問題,引導(dǎo)學(xué)生“先學(xué)”,讓學(xué)生對所要學(xué)的教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)化預(yù)習(xí);而課堂教學(xué)是以案例為導(dǎo)向,在“先學(xué)后導(dǎo)”基礎(chǔ)上,通過學(xué)生匯報、課堂點撥、小組討論等教學(xué)方式解決自學(xué)遺留問題,可使學(xué)生進一步熟悉掌握知識,提高學(xué)生分析問題并解決問題的能力。此套方案應(yīng)用于簡單案例。第二套方案是先由教師進行相關(guān)章節(jié)的講解后再讓學(xué)生進行案例分析。基本教學(xué)過程設(shè)計如下:①在教學(xué)的第一階段,教師按照系統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容講解此部分的基礎(chǔ)知識,使學(xué)生了解和掌握基本的理論知識;在教學(xué)的第二階段,即教師引導(dǎo)學(xué)生進行案例分析階段,課前教師提前把所設(shè)計的案例預(yù)習(xí)分發(fā)給學(xué)生,并通過介紹案例的基本情況,使學(xué)生了解學(xué)習(xí)任務(wù)以及完成任務(wù)的時間,學(xué)生課下以小組為單位進行討論。在教學(xué)的第三個階段,即歸納總結(jié)階段,在課堂上先由學(xué)生代表匯報小組討論后的結(jié)果,小組其他同學(xué)也可進發(fā)言行補充,其他小組同學(xué)可進行質(zhì)疑提問,之后由教師對學(xué)生的表現(xiàn)進行點評,并對案例的內(nèi)容進行總結(jié)。另外,在課后教師要求學(xué)生完成相關(guān)的分析報告或綜述。這樣通過課下小組討論、課上代表發(fā)言、教師點評總結(jié)的過程,提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和語言表達能力,培養(yǎng)了學(xué)生的集體合作精神。此套方案應(yīng)用于復(fù)雜案例。
1.3案例教學(xué)的考核標(biāo)準(zhǔn)
案例教學(xué)活動成績包括討論記錄、組內(nèi)評分、組間評分、學(xué)生總結(jié)四項,分別為20分、30分、30分、20分,總分為100分,占總成績的15%。在案例教學(xué)活動的實施過程中,課程組采取多元過程評價方式,編制了考核標(biāo)準(zhǔn),對案例教學(xué)實施全過程進行了評價。標(biāo)準(zhǔn)具體如表1所示。
22013級、2014級生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生進行了《生物化學(xué)》案例教學(xué)法問卷調(diào)查
課程組在學(xué)期末對2013級、2014級生物科學(xué)專業(yè)的學(xué)生從案例教學(xué)整體評價方面進行了《生物化學(xué)》案例教學(xué)法問卷調(diào)查,結(jié)果如表2所示。從表2可以看出,91.2%的學(xué)生認為案例式教學(xué)法是一種好的教學(xué)方法,88.2%的學(xué)生表示愿意接受案例式教學(xué)法的教學(xué)方式,問題3和問題6中,76.5%和79.4%的學(xué)生分別選擇了“是”,這表明了大多數(shù)學(xué)生接受、認可了案例式教學(xué)法及教學(xué)內(nèi)容的組織。但問題4、5、7、8中20%以上的學(xué)生表示為“不肯定”,說明也有一定數(shù)量的學(xué)生對于這種教學(xué)改革持懷疑態(tài)度,這可能與他們習(xí)慣了傳統(tǒng)教學(xué)方法,對自主學(xué)習(xí)的不適應(yīng)有關(guān),對于這一部分學(xué)生需要教師花更多精力去幫助、鼓勵他們,因此課程組預(yù)計在以后的教學(xué)過程中讓學(xué)生也參與到教學(xué)案例內(nèi)容的設(shè)計與編寫之中,從而使學(xué)生進一步成為課堂教學(xué)的主體。
3結(jié)論
綜上所述,課程組在生物化學(xué)教學(xué)中進行案例教學(xué)法的教學(xué)改革中,獲得了比較理想的教學(xué)效果,并且獲得了學(xué)生的普遍歡迎和認可。案例式教學(xué)法改變了理論與實踐脫鉤、知識僵化等傳統(tǒng)灌輸式教育模式的弊端,以培養(yǎng)全面發(fā)展的應(yīng)用型人才為目標(biāo),選用來源于生活的實際案例,使學(xué)生將實踐融匯到課堂理論教學(xué)中,促進了學(xué)生從理論知識到實踐能力的轉(zhuǎn)化。只有堅持教學(xué)改革,不斷創(chuàng)新才能滿足地方本科院校教育發(fā)展的需要,最終才能實現(xiàn)教育改革與素質(zhì)教育相結(jié)合的目的。
參考文獻
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1.增強學(xué)生的創(chuàng)新能力
傳統(tǒng)教學(xué)理念、教學(xué)方法嚴(yán)重忽視了對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),這對學(xué)生的長遠發(fā)展來說非常不利。在當(dāng)前的社會環(huán)境下,只有敢于思考、勇于創(chuàng)新的人,才能獲得他人的重視與認可,才能獲得更好的人生發(fā)展。而通過實施案例教學(xué),則能夠有效調(diào)動起學(xué)生的思維運動,引導(dǎo)學(xué)生將已經(jīng)學(xué)到的知識用于解決實際問題,使學(xué)生在不斷的嘗試中累積創(chuàng)新經(jīng)驗,從而增強學(xué)生的創(chuàng)新能力。
2.提升學(xué)生的實踐能力
在我國的教育工作中一直存在著一個客觀事實,那就是學(xué)生的理論成績得分很高,但是實踐能力卻非常低。通過實施案例教學(xué),可以為學(xué)生提供一個將理論知識付諸于實踐的途徑,讓學(xué)生能夠根據(jù)自身的知識結(jié)構(gòu)和想法,通過自己的雙手去自主解決問題,久而久之,學(xué)生的實踐能力便能得到有效的提升。
3.培養(yǎng)學(xué)生的合作意識
現(xiàn)代社會非常重視團結(jié)、協(xié)同與合作,但是在傳統(tǒng)的教學(xué)中很少有涉及培養(yǎng)學(xué)生合作意識的教學(xué)內(nèi)容,所以當(dāng)前很多獨生子女的合作意識較低。通過實施案例教學(xué),讓學(xué)生相互合作、相互探討、一同努力解決問題,便能夠讓學(xué)生在不知不覺中得到合作意識培養(yǎng)。
二、案例教學(xué)的實施過程
1.引入案例
老師可以根據(jù)實際教學(xué)情況,編寫教學(xué)案例,也可以通過信息技術(shù)等手段,快速獲得其他的教學(xué)案例。但如果是使用他人的教學(xué)案例,教師就需要根據(jù)自身的實際情況、學(xué)生的實際情況進行一定的改動,使案例更加符合學(xué)生的認知,這樣才能有效引入案例。
比如,在“神經(jīng)沖動的產(chǎn)生和傳導(dǎo)”的教學(xué)中,為了讓學(xué)生掌握興奮區(qū)與靜息區(qū)電荷分布的特點,理解動作電位傳導(dǎo)的方式和興奮的雙向傳導(dǎo)。教師就可以引入“蛙腿案例”,并應(yīng)用信息化教學(xué)技術(shù)來輔助教學(xué)開展,讓學(xué)生通過對案例的觀察,產(chǎn)生對學(xué)習(xí)的興趣,并通過后續(xù)的探討、實踐,掌握膜電位產(chǎn)生的原理和動作電位傳導(dǎo)特點的知識。通過這樣的教學(xué),既能夠活躍課堂氣氛,提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能動性,又能夠讓學(xué)生對相關(guān)知識的理解更加客觀、形象、深入。
2.討論案例
在實際案例教學(xué)中,對案例的探討往往都不是在解決某一個問題,而是在解決一系列的問題,例如:(1)案例主要需要解決的是什么問題?(2)解決問題需要收集哪些信息作為基礎(chǔ)?(3)可以采用哪些方法來解決問題?(4)解決問題決策的依據(jù)?(5)哪個方法是解決問題的最好途徑?(6)解決問題的具體實施計劃如何?(7)如何將計劃付諸于實踐?像上面這樣對問題進行細化看似過于復(fù)雜,但是在實際教學(xué)中,教師可以以階段化的方式來簡化這一系列的問題,如第一階段開始介紹案例;第二階段對問題進行探討;第三階段擬定解決問題的方案;第四階段探討如何實施方案。
例如,在“噬菌體侵染細菌”的實驗教學(xué)中,學(xué)生在閱讀教材后,結(jié)合已有知識,思考、討論、理解實驗是如何證明DNA是遺傳物質(zhì)時,討論以下7個問題:(1)本實驗中科學(xué)家選用了什么材料?有何好處?(2)根據(jù)實驗材料,你可以提出幾種實驗假設(shè)?(3)探究遺傳物質(zhì)的關(guān)鍵是什么?科學(xué)家是用何種方法探究的?(4)標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA分子最好用哪些元素?為什么?(5)攪拌離心后,上清液是什么?沉淀物是什么?為什么?(6)實驗現(xiàn)象是什么?分析實驗現(xiàn)象,如何證明DNA是遺傳物質(zhì)?(7)此實驗?zāi)苷f明DNA具有哪些特征?
問題解決的過程是學(xué)生同化、理解新知識的過程,是整合建構(gòu)知識的過程。在問題解決的過程中,學(xué)生是主體,教師要發(fā)揮其主導(dǎo)作用,既不能放任自流,又不能包辦代替。學(xué)生能自己解決的問題,要讓學(xué)生自行解決;學(xué)生不能解決的問題,要啟發(fā)、引導(dǎo)學(xué)生解決。
3.概括總結(jié)
對案例教學(xué)的概括總結(jié),屬于整個教學(xué)過程的一個過渡,在這個過渡階段中,教師可以引申出其他的一些相關(guān)問題來繼續(xù)引發(fā)學(xué)生思考,或是為后續(xù)的案例教學(xué)開展埋下伏筆。同時,不論是教師還是學(xué)生,都應(yīng)當(dāng)對教學(xué)過程進行總結(jié)評價,分析教學(xué)的不足,并提出解決措施,不斷改進教學(xué)方式,使教學(xué)質(zhì)量得到持續(xù)提升。
在現(xiàn)代高中生物教學(xué)過程中,教師不僅要重視學(xué)生對相關(guān)理論知識的掌握,更要注重對學(xué)生綜合素質(zhì)能力的培養(yǎng),所以應(yīng)當(dāng)加大對案例教學(xué)的實踐應(yīng)用與研究力度,以提高高中生物教學(xué)有效性,促進學(xué)生全面發(fā)展。
關(guān)鍵詞:生物教案;教學(xué);研究;應(yīng)用
1前言
案例教案教學(xué)是教師傳授學(xué)生理論知識的一個重要的教學(xué)手法之一,案例教學(xué)不僅僅包含基礎(chǔ)理論知識,還有與實踐相結(jié)合的部分,所以優(yōu)秀的教學(xué)案例會給學(xué)生不一樣的啟迪。案例教學(xué)打破了傳統(tǒng)以往的講課形式,而是教師通過案例教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生參與到實踐活動中來,在無形中培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生創(chuàng)新和思維能力,使學(xué)生之間團結(jié)協(xié)作,增強其溝通能力??偠灾?,高中生物案例教學(xué)的探究與應(yīng)用,為學(xué)生綜合能力的提升提供了一個契機。
2高中生物案例教學(xué)中存在的問題
2.1學(xué)生方面
信息時代的到來,多媒體的出現(xiàn),學(xué)生對于高科技的需求也越來越加的強烈,但對于傳統(tǒng)課堂的教學(xué)也失去了興趣。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,教師已經(jīng)把多媒體融入到了傳統(tǒng)的教學(xué)中來,運用動態(tài)圖片以及視頻講解課程,首先給予學(xué)生直觀的感覺,讓學(xué)生更加容易理解,但是也會出現(xiàn)部分學(xué)生角色轉(zhuǎn)換不適應(yīng),這種情況往往出現(xiàn)兩種極端現(xiàn)象,一種是依賴于教師的被動式學(xué)習(xí),另一方面就是拋棄以前的教育模式束縛,在課堂上發(fā)揮自己所長[1]。
2.2教師方面
在高中生物案例教學(xué)中,合理制定教案的內(nèi)容尤為重要,特別是案例內(nèi)容的選擇,是教學(xué)出成績的關(guān)鍵。雖然當(dāng)前教課書中會有一些案例供大家參考,但是案例不夠新穎,而且有的脫離實際,學(xué)生很難從案例中得到理解,也很難得到最佳的學(xué)習(xí)成果。但是教師每節(jié)課都運用案例教學(xué)也是很難做到的,一是教師備課時間較長,二是課堂時間有限,很難完成教學(xué)任務(wù)。
2.3教學(xué)設(shè)備方面
在案例教學(xué)中存在局限性。例如,教學(xué)場地有限,學(xué)生過多在進行實踐演習(xí)時很難有空間供學(xué)生活動,如果教學(xué)場地布置不合理,還會影響教學(xué)秩序,進一步影響教學(xué)質(zhì)量。并且有些教學(xué)案例中需要的設(shè)備,學(xué)校設(shè)施比較缺乏,根本無法進行模擬演練。最終也不能達到案例教學(xué)所帶來的最佳效果。
3高中生物案例教學(xué)應(yīng)用的對策
3.1引導(dǎo)學(xué)生參與,加強交流
案例教學(xué)的根本目的就是讓學(xué)生通過教師的講解,發(fā)揮的思維能力,教師積極引導(dǎo)學(xué)生主動探索知識的奧秘。教師在教學(xué)過程中,創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)入新課。教師用PPT打出“受精過程”和“胚胎發(fā)育”的動畫,創(chuàng)設(shè)情境,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,為進入學(xué)習(xí)目標(biāo)做好心理準(zhǔn)備。然后和學(xué)生一起討論我們?nèi)祟愂怯墒裁窗l(fā)育而來的,加強師生之間的交流。然后教師借此提問:假設(shè)進行有性生殖的生物以有絲分裂的方式產(chǎn)生兩性生殖細胞,這個假設(shè)成立嗎?對學(xué)生進行反問,讓學(xué)生在大腦中形成思考,然后讓學(xué)生進行小組討論學(xué)習(xí),發(fā)揮自己的見解,這樣營造一個主動的學(xué)習(xí)氛圍,也會將部分被動學(xué)習(xí)的學(xué)生受到感染,促使學(xué)生成功轉(zhuǎn)換為主動學(xué)習(xí)[2]。
3.2發(fā)揮學(xué)生力量,建立案例資料庫
好的案例有利于課程的順利進行,也比較容易被學(xué)生接受。但是如果每節(jié)課都運用大量的案例,在無形中就增加了教師的工作量,對于教師來說,案例在課程中的大量運用,也是一項不可能完成的任務(wù)。因此,就要發(fā)揮學(xué)生的力量,一方面現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)科技發(fā)達,另一方面學(xué)生通過收集資料對課程有了進一步的理解,也無形中給教師充當(dāng)了課程小幫手,為教師減輕了課業(yè)壓力。然后教師對收集來的資料進行整理,在課堂上為大家講解,這樣不但提高了案例教學(xué)的進程,同時也加強了師生之間的交流。
3.3增加案例教學(xué)設(shè)備
實施案例教學(xué)在人數(shù)上應(yīng)該進行合理的限定,一般人數(shù)在20至30人左右,在案例教學(xué)場地上應(yīng)該合理安排師生所處的位置,以便教師可以觀察照顧到每一位同學(xué),并且對每一位學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)初步有個印象,這樣教師可以在授課過程中及時向?qū)W生索取意見,有利于師生面對面地討論交流,讓學(xué)生對問題可以更加清楚地了解,牢固掌握生物理論與實踐知識。
4總結(jié)
案例教學(xué)打破了以往的傳統(tǒng)教學(xué)模式,它是新時代教育體系下的新型教學(xué)方式。案例教學(xué)不僅僅讓學(xué)生能夠親身到實踐中去體驗,激發(fā)學(xué)生求知的欲望,同時它是將高中生物的理論知識與實踐進行了完美的結(jié)合,讓高中生物教學(xué)成果明顯提高。但是案例教學(xué)還處于摸索探究的過程,這就需要我們不斷在教學(xué)中探討、研究。通過建立完善的案例資料庫、組織備課小組、購進優(yōu)質(zhì)教學(xué)設(shè)備,合理制定案例教學(xué)方案等方式,為案例教學(xué)的實施奠定堅實的基礎(chǔ),從而加強案例教學(xué)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用。
參考文獻:
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關(guān)鍵詞:案例教學(xué)法 生物制藥工藝學(xué) 教學(xué)方法
中圖分類號:G64 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1673-9795(2014)01(a)-0020-02
生物制藥工藝學(xué)是生物工程專業(yè)學(xué)生的一門必修課,也是生物工程技術(shù)實踐應(yīng)用的重要分支。課程以生物化學(xué)、微生物學(xué)、生物工藝原理、下游提取分離技術(shù)、生物工程分析、基因工程和免疫學(xué)為基礎(chǔ), 研究生物藥物生產(chǎn)原理、工業(yè)生產(chǎn)過程、制定生產(chǎn)工藝規(guī)程、制藥生產(chǎn)過程優(yōu)化,實現(xiàn)安全、經(jīng)濟、高效生產(chǎn)藥物的一門學(xué)科[1]。
1 生物制藥工藝學(xué)案例教學(xué)改革實施的必要性
生物制藥工藝學(xué)內(nèi)容主要涵括微生物藥物、生化藥物及生物制品三大類藥物的制備工藝。在具體藥物生產(chǎn)工藝的學(xué)習(xí)過程中就是將前期學(xué)習(xí)的理論知識應(yīng)用于實際藥物的生產(chǎn),例青霉素的生產(chǎn)工藝,主要從菌種的活化、種子擴大培養(yǎng)、發(fā)酵的控制、發(fā)酵液的預(yù)處理、青霉素的提取純化精制等方面來分析青霉素的生產(chǎn)工藝流程及工藝參數(shù)的控制。學(xué)生在以前的基礎(chǔ)課中已經(jīng)掌握了各種工藝控制方法、產(chǎn)物分離技術(shù)等理論,如果采用傳統(tǒng)的講述式教學(xué)方式,老師講,學(xué)生只是聽,一方面學(xué)生不重視,抓不住重點,覺得老師是重復(fù)以前的知識,枯燥無味,沒有積極性;另一方面,學(xué)生不能將原來所學(xué)的基礎(chǔ)理論,具體分析生物藥物的生產(chǎn)工藝,理論指導(dǎo)實踐,從而使教學(xué)效果大打折扣。
案例教學(xué)法最早于19世紀(jì)70年代由哈佛法學(xué)院在大學(xué)課程中開始使用。它以教學(xué)案例為基礎(chǔ),以學(xué)生在課堂內(nèi)外對真實事件和情境的分析、思辨為重點,以提升學(xué)生應(yīng)用理論創(chuàng)新性解決實際問題的能力為目標(biāo)的教學(xué)方法[2]。該方法主要根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要,采取一些與教材內(nèi)容相關(guān)的具體案例進行講解及組織學(xué)生進行研討,從實際案例中學(xué)習(xí)、理解、分析和掌握案例的一般規(guī)律、原則、方法及操作技能,從而使學(xué)生的感性認識上升到理性認識[3~4]。
在生物制藥工藝學(xué)教學(xué)中,結(jié)合三大類藥物的典型藥物生產(chǎn)工藝,建立案例庫,在該課程部分章節(jié)教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)模式。在新課講授之前,從案例庫中選擇相關(guān)的典型案例交給學(xué)生,并提出問題,然后讓學(xué)生分組進行資料搜集并討論,授課時由學(xué)生占主體地位,把小組討論的結(jié)果帶到課堂上講解分析,其他學(xué)生發(fā)表不同意見,最后由教師歸納分析總結(jié)并引出新課。從而實現(xiàn)由案例具體分析到新內(nèi)容理論知識的講解,使學(xué)生通過對具體藥物在不同案例中具體生產(chǎn)問題進行深入的思考,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。例如,在講解“青霉素生產(chǎn)工藝”這一章節(jié)時,在教學(xué)中先通過講解認識青霉素這種藥物的結(jié)構(gòu)特點,然后以案例庫中各個工廠具體青霉素生產(chǎn)工藝為案例,組織學(xué)生對各種工藝進行研討,要求學(xué)生從菌種、代謝控制、分離純化方式以及收率、能耗、環(huán)保、安全及關(guān)鍵設(shè)備使用等方面對各廠工藝進行總結(jié)、分析比較,并從中自行設(shè)計最佳工藝。通過應(yīng)用案例法教學(xué)方式,有效解決了生物制藥工藝學(xué)課程內(nèi)容枯燥、理論和實踐缺少聯(lián)系的弊端,從而提高了學(xué)生對知識的掌握和應(yīng)用能力。
2 生物制藥工藝學(xué)案例教學(xué)的課程改革的實施
2.1 精選教學(xué)案例
在保證案例選擇典型性、時效性的前提下,根據(jù)生物制藥工藝學(xué)中微生物藥物、生化藥物及生物制品三大類藥物的典型藥物生產(chǎn),每類藥物選擇3~5種,例微生物藥物從初級代謝和次級代謝產(chǎn)物兩方面考慮,選擇谷氨酸、青霉素、鏈霉素的發(fā)酵生產(chǎn)作為典型案例,通過結(jié)合生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)及校友提供組建案例庫,使每種藥物各種生產(chǎn)工藝達到5~8個,在進行到此部分內(nèi)容時與傳統(tǒng)的講授法相結(jié)合,在課程進行到適時開展案例教學(xué),使學(xué)生好像親身立足于企業(yè)實際中,運用所學(xué)到的知識,解決企業(yè)中存在的問題。
2.2 精心設(shè)計問題
根據(jù)案例庫中的各種藥物生產(chǎn)工藝準(zhǔn)備問題。問題設(shè)計是案例教學(xué)方法中引領(lǐng)學(xué)生探究問題、開闊思維的關(guān)鍵因素。問題的設(shè)計要符合學(xué)生的認知程度和認知心理,具有對專業(yè)基礎(chǔ)知識應(yīng)用的指向性。因此,所設(shè)計問題主要根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和學(xué)科知識的積累情況,每個工藝提出8~10個不同層次的問題,以利于課堂講解中的引導(dǎo)和開闊學(xué)生的思路。
2.3 案例教學(xué)的實施
課外討論小組以4人為一組,指定組長。將相關(guān)的案例、問題及要求查閱的參考資料范圍提前一周交給組長。要求每個學(xué)生根據(jù)問題,查閱基礎(chǔ)知識及最新研究資料,最后小組內(nèi)進行分析、討論、總結(jié)。在案例教學(xué)時,教師首先講解這類藥物的基本特點,然后引出這種藥物的生產(chǎn)工藝,分別要求各組根據(jù)準(zhǔn)備的案例,派一名代表進行具體企業(yè)案例的講解,分析工藝控制點及存在的問題。同組其他同學(xué)可進行補充完善,各組之間可互相提問、爭論。課堂討論學(xué)生的積極性能夠在很大程度上反映出教師案例選擇的恰當(dāng)性、教學(xué)引導(dǎo)的科學(xué)合理性,以及教師是否創(chuàng)造了良好的課堂討論氛圍。
教師最后做恰當(dāng)?shù)狞c評和總結(jié)。教師的總結(jié)應(yīng)從全方位、多角度對學(xué)生的講解、提出的問題及討論分析進行總結(jié),關(guān)注學(xué)生對具體案例中工藝的流程、工藝控制參數(shù)的分析是否全面、正確,以便學(xué)生從案例教學(xué)法的過程中學(xué)到正確處理和解決藥物生產(chǎn)中存在的問題。其次,教師通過對具體中案例所包含的理論知識進行總結(jié)和歸納,進一步鞏固學(xué)生對知識的記憶和理解。最后,教師在評價時應(yīng)對有創(chuàng)新的觀點應(yīng)給予鼓勵;同時指出還存在的不足,并適當(dāng)提出一些自己的看法和意見。通過總結(jié),讓學(xué)生根據(jù)自己的問題在課后寫出心得報告。
2.4 設(shè)計性實驗的實施
【關(guān)鍵詞】案例教學(xué)法 高中生物 生物教學(xué)
案例教學(xué)法是一種給學(xué)生一個研習(xí)的案例,學(xué)生在研習(xí)的過程中吸收知識、交流知識、理解知識的學(xué)習(xí)方法,這種教學(xué)方法能夠調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)自主性。高中生物教師可在生物教學(xué)中應(yīng)用案例教學(xué)法開展教學(xué),以此提高生物教學(xué)的效率。
一、引導(dǎo)學(xué)生遷移知識
部分生物教師在開展教學(xué)時,有一種錯誤的認知,他們認為學(xué)生在學(xué)習(xí)知識以前是“一張白紙”,等著教師去傳授知識。這種教學(xué)思路讓學(xué)生失去了學(xué)習(xí)主體性,常常讓學(xué)生消極的對待生物學(xué)習(xí)的問題。生物教師要意識到學(xué)生在學(xué)習(xí)新知識以前已經(jīng)學(xué)過舊的生物知識、有舊的生活經(jīng)驗、有慣用的學(xué)習(xí)技能,只要教師能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性,引導(dǎo)學(xué)生遷移知識,就能讓學(xué)生高效的學(xué)習(xí)新知識。
以教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)》這節(jié)課為例,如果教師給學(xué)生直接灌輸新的知識,學(xué)生就會失去學(xué)習(xí)主體性。教師可引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)典型的案例,讓學(xué)生在案例中遷移舊知識,吸收新知識。比如教師可引導(dǎo)學(xué)生了解酸雨形成的原因,思考酸雨有哪些巨大的危害?高中學(xué)生曾經(jīng)在化學(xué)課程中學(xué)過相關(guān)的知識,又曾通過社會宣傳了解相關(guān)的知識。于是學(xué)生能了解到酸雨形成的原因,這就是學(xué)生已經(jīng)了解的舊知識。生物學(xué)教師提出的問題是要讓學(xué)生從生物學(xué)的角度思考酸雨帶來的危害性,學(xué)生可結(jié)合舊知識與生物學(xué)規(guī)律了解到酸雨的危害性:動植物生長對環(huán)境的酸堿度有一定的要求,天降酸雨會改變生物環(huán)境的酸堿性,令生物難以自然生長;環(huán)境的酸堿度與生物的繁殖有密切的關(guān)系,環(huán)境酸堿度被破壞可令植物生長畸型、令動物難以正常的繁殖。當(dāng)學(xué)生能通過整合舊知識來探索新知識時,學(xué)生能感受到探索新知識的樂趣。
案例教學(xué)法是一種能夠引導(dǎo)學(xué)生遷移知識的教學(xué)法,教師可通過精選案例引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)的方法讓學(xué)生結(jié)合舊知識來學(xué)習(xí)新的知識。
二、引導(dǎo)學(xué)生交流知識
在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中,教師應(yīng)用灌輸法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)知識,這種教學(xué)方法教授的知識是統(tǒng)一的,學(xué)生掌握知識的方法是靜態(tài)的,這種教學(xué)方法不能挖掘出學(xué)生的學(xué)習(xí)潛力,體現(xiàn)出學(xué)生的差異性。如果生物教師應(yīng)用案例教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),則能讓學(xué)生動態(tài)的掌握生物知識,學(xué)生和學(xué)生之間可通過交流的方式相互取長補短。
以一名生物教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《生體生命活動的調(diào)節(jié)》這一節(jié)課為例,教師可引導(dǎo)學(xué)生觀察一個案例:人在長跑的時候,身體消耗掉的血糖能很快得到彌補,當(dāng)人體的血糖升高后又不會持續(xù)升高,這一案例中包含著哪些原理?這名生物教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位共同討論這一案例,有一個學(xué)習(xí)小組剛開始提出一套人體血糖控制的系統(tǒng)為:體內(nèi)血糖水平高胰島B細胞胰島素加速細胞提取、利用、儲存血糖體內(nèi)血糖水平降低胰島A細胞胰高血糖素促進糖原分解和非糖物質(zhì)的轉(zhuǎn)化為葡萄糖體內(nèi)血糖水平高。小組成員總結(jié)到人體有一套精密的自我調(diào)節(jié)系統(tǒng),能將人體的機能調(diào)解到最高的狀態(tài)。這時有一名學(xué)生提出,在這套系統(tǒng)中負責(zé)調(diào)節(jié)的器官與負責(zé)評估的器官又是哪些呢?這名學(xué)生的發(fā)問令小組成員共同陷入思考中,為了能夠了解這一個問題,小組成員再度進行學(xué)習(xí)和討論。
教師應(yīng)用案例教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),便是不再為學(xué)生設(shè)置學(xué)習(xí)的邊界,學(xué)生可根據(jù)學(xué)習(xí)的情況彈性的控制學(xué)習(xí)成果,在學(xué)習(xí)成果出現(xiàn)差異的情況下可用交流的方式取長補短,這種教學(xué)方法能夠加強學(xué)生的互動,提高教師的教學(xué)效率。
三、引導(dǎo)學(xué)生理解知識
在傳統(tǒng)的教學(xué)方法中,教師過于重視教授理論知識,而很少重視學(xué)生的實踐能力,這種教學(xué)方法存在學(xué)生的培養(yǎng)不平衡,易造成眼高手低的問題。如果教師應(yīng)用案例教學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí),就可引導(dǎo)學(xué)生以案例中提出的問題為目標(biāo),通過吸收新知識找到解決生物問題的方案。
以教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)《生態(tài)的穩(wěn)定》這一節(jié)課為例,教師可給學(xué)生看一個案例:過去澳大利亞的生物不多,草木、植物沒有被有效的利用,當(dāng)?shù)卣M了牛、羊等食草植物,食草植物過多令耗費太多綠色植物,牲畜的糞便令蚊蟲叢生。教師可引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合學(xué)過的新知識思考人們引進食草植物,目的是為了什么?食草動物過多帶來的生物平衡危機是什么?自然生物循環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用哪種方法嘗試讓自然恢復(fù)平衡?生態(tài)系統(tǒng)具有的自動調(diào)節(jié)能力是什么?人們開展社會活動時要注意哪些要點?
高中生物教師可引導(dǎo)學(xué)生以一個案例的解決為方向自主的吸收新的生物學(xué)知識,這種定向引導(dǎo)學(xué)生吸收知識的方法能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。
總結(jié)
案例教學(xué)法是一種給學(xué)生提供一個學(xué)習(xí)的案例,讓學(xué)生結(jié)合該案例自主學(xué)習(xí)知識的教學(xué)方法,這種教學(xué)方法能夠挖掘出學(xué)生的潛力、提高學(xué)生的思維水平、促進學(xué)生吸收新的知識,從而提高生物學(xué)的教學(xué)效率。高中生物教師可為學(xué)生精選學(xué)習(xí)案例,引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用學(xué)習(xí)案例的方法自主的學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。
【參考文獻】
[1] 朱曉林. 高中生物學(xué)教材中核心概念的界定和基本劃分[J]. 生物學(xué)教學(xué),2010(12).
知識目標(biāo):
1.知道聲音是由物體振動發(fā)生的
2.知道聲音傳播需要介質(zhì),不同介質(zhì)傳播聲音的速度不同
3.知道聲音在空氣中的傳播速度
4.常識性了解回聲和利用回聲可以加強原聲、測量距離.
能力目標(biāo):
通過實驗的觀察和分析培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析概括能力.
情感目標(biāo):
通過本節(jié)的學(xué)習(xí),體會從實驗得出結(jié)論,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度;
通過本節(jié)學(xué)習(xí),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的愛好
教學(xué)建議
教材分析
本節(jié)課的內(nèi)容包括以下四個方面(1)聲音的發(fā)生和傳播;(2)發(fā)聲體在振動;(3)聲音靠介質(zhì)傳播;(4)回聲.
教材從聲音是我們了解四周事物的重要渠道出發(fā),提出聲音是怎樣發(fā)生和傳播的問題,點明了這節(jié)知識的中心.為闡明聲音是怎樣產(chǎn)生的,教材安排了用音叉彈起泡沫塑料球用來說明“發(fā)聲體在振動”的實驗,同時安排了學(xué)生自己動手的實驗.由實驗得出結(jié)論后,又列舉了人、鳥等發(fā)聲器官發(fā)聲時都在振動的事例,既加深對實驗結(jié)論的印象,又擴展學(xué)生的知識.
教材中通過課本圖3-2音叉的實驗說明聲音靠空氣可以傳播,為了解釋此現(xiàn)象,教材類比石塊激起水波講了振動在空氣中激起聲波,讓學(xué)生對波動這種運動形式有個初步印象.而后利用學(xué)生已有的經(jīng)驗,來講解液體、固體能夠傳聲,告訴學(xué)生“真空不能傳聲”,教材中沒有選用真空鈴的實驗.
對聲音的發(fā)聲和傳播有了基本熟悉之后,簡介了回聲現(xiàn)象,教材最后通過“想想議議”再次激發(fā)出學(xué)生探索的欲望.
教法建議
1.本節(jié)為聲現(xiàn)象的第一節(jié)課,簡要簡述聲音在人類社會中的作用是十分必要的.
可以從聲音是我們了解四周事物的重要渠道和聲現(xiàn)象在技術(shù)聲的應(yīng)用(如超聲波探傷等)兩個方面加以闡述.也可簡介幾個奇妙的聲現(xiàn)象(如回聲等),以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好和熱情.
2.本節(jié)是典型的現(xiàn)象教學(xué),應(yīng)以實驗為主.
聲音是最常見,最普遍的現(xiàn)象.對聲音,學(xué)生有比較豐富的感性熟悉.但仍要做好每一個演示實驗,它是不能用其他任何教學(xué)手段所能代替的(包括現(xiàn)代化教學(xué)手段,計算機輔助教學(xué)不能替代實驗讓學(xué)生用自己的眼睛去觀察、分析、判定、歸納),同時還要注重讓學(xué)生參與實驗,能動手時盡量讓他們動手.
3.對物理現(xiàn)象的觀察要分層次進行.
對物理現(xiàn)象的觀察應(yīng)分層次進行,首先引導(dǎo)學(xué)生觀察最常見、最簡單的發(fā)聲現(xiàn)象,然后讓學(xué)生觀察不常見的物理實驗,最后引導(dǎo)學(xué)生思考平時熟悉但又不曾認真觀察過的發(fā)聲物體是否在振動并用實驗加以驗證,從而概括出一切發(fā)聲的物體都在振動.這樣既能揭示現(xiàn)象的本質(zhì),又能引起學(xué)生的愛好.
4.利用回聲現(xiàn)象及應(yīng)用,既調(diào)動學(xué)生情趣又鞏固前一章簡單運動的知識.
教學(xué)設(shè)計示例
教學(xué)重點:一切發(fā)聲的物體都在振動;聲音的傳播需要介質(zhì)
教學(xué)難點:
聲音的傳播需要介質(zhì),在教學(xué)中如何使學(xué)生把握學(xué)習(xí)物理的方法,如何滲透物理學(xué)的研究方法,如何開發(fā)非智力因素,在啟蒙教育的初二物理中提高學(xué)生的學(xué)習(xí)愛好.
教學(xué)工具:音叉、共鳴箱、鐵架臺、塑料小球、彩紙
教學(xué)過程:
新課引入
先用收音機播放一段音樂,大家聽到了美妙動聽的音樂聲.
師:聲音與我們生活和生產(chǎn)勞動有密切的聯(lián)系,本節(jié)課學(xué)習(xí)聲音是怎樣發(fā)生的?又是怎樣傳到我們耳朵里的?
新課教學(xué)
聲音是由物體振動發(fā)生的
教學(xué)方法:由學(xué)生對發(fā)聲現(xiàn)象的觀察,概括出上述結(jié)論.
供老師參考選擇的實驗如下:
用音叉和乒乓球演示
如圖3-1-1,將沒有敲響的音叉靠近并接觸乒乓球,球不彈起.敲響音叉,緩慢移近并接觸乒乓球,叉股將懸吊在鐵架臺上的乒乓球彈開,如圖3-1-2.同時我們的耳朵聽見音叉發(fā)出的聲音.通過前后實驗對比,引導(dǎo)學(xué)生思考乒乓球在什么情況下彈起?總結(jié)結(jié)論.
觸摸喉頭
讓學(xué)生用手摸著喉頭部分,分別體會不說話和說話時手的感覺,熟悉人發(fā)聲時,聲帶在振動.
用碎紙屑和收音機演示(紙盆外露,上放碎紙屑)
請同學(xué)觀察播放音樂前后,碎紙屑在紙盆上的情況.
用紙人和少先隊隊鼓演示
用彩紙做成高約10cm的紙人,放在少先隊隊鼓上,敲響隊鼓,觀察彩色紙人在跳動,如同少女翩翩起舞.紙人的跳動是敲鼓時,鼓皮振動,鼓皮由于振動發(fā)出聲音.用手按住鼓皮,鼓皮停止振動,紙人停止跳動,聲音也沒有了.
用音叉和水演示(可視范圍小,若有實物投影儀則可選用)
分別觀察不敲擊和敲擊音叉,把音叉放入水中時,是否濺起水花.
注重:每個實驗都應(yīng)對比觀察,由學(xué)生總結(jié)得出結(jié)論:一切發(fā)聲的物體都在振動.
簡介:鳥、蟋蟀和其他一些昆蟲發(fā)聲也是由于振動,提高學(xué)生學(xué)習(xí)愛好.
聲音的傳播需要介質(zhì),真空中不能傳播聲音
教學(xué)方法:由實驗現(xiàn)象概括歸納得出結(jié)論.
可共選擇的實驗:
演示:如圖3-1-3所示,
左邊音叉被敲響,右邊完全相同的音叉也會發(fā)生將小球彈起.啟發(fā)學(xué)生說出右邊音叉的發(fā)生是靠空氣傳播的.
解釋此實驗:用石塊激起水波類比振動在空氣中激發(fā)聲波.(可看書圖3-4解釋,也可做成課件)
叉股振動——壓縮四周空氣振動——空氣發(fā)生疏密變化——形成聲波——向遠處傳播.
敲擊一次音叉,將叉股放入水中,跟沒有放入水中時比較聲音有什么不同.表明:液體也能傳播聲音.
學(xué)生隨堂實驗:兩人一組,一位同學(xué)把耳朵貼在桌上,另一位同學(xué)在同一張桌子離耳朵較遠的地方輕敲桌子,耳朵可清楚的聽見敲桌聲,然后兩人互換.
“土電話”表明:固體也能傳播聲音.
真空罩演示真空不能傳聲.簡介:月球上宇航員用無線電設(shè)備通話
結(jié)論:氣體、液體、固體物質(zhì)都能傳播聲音.真空不能傳聲.
聲速:
引導(dǎo)學(xué)生回憶電視電影中看過的情景,講解“伏地聽聲”的故事:人耳可伏在荒野的地上聽到遠處的馬啼聲,人耳可伏在鐵軌上聽到遠處的火車轟鳴聲.問題:其中的原因是什么?引入聲速的概念,并能表明在不同介質(zhì)中聲速不同.
固體物質(zhì)中的聲速最大,其次是液體,聲音在空氣中的傳播速度最?。煌镔|(zhì)傳播聲音的速度不同.
空氣中:(15°C)340m/s
回聲
引導(dǎo)學(xué)生展現(xiàn)已有感性熟悉:對著高山喊話,在大禮堂中大聲講話等出現(xiàn)回聲現(xiàn)象.
提出問題:
為什么有時能聽見回聲,有時又聽不見呢?
聽到回聲的條件是什么?離障礙物至少要多遠?
為什么在屋里講話比在操場上講話聽起來響亮?
回聲是否能應(yīng)用在解決實際問題上?你知道哪些?
結(jié)論:聽到回聲的條件是回聲到達人耳比原聲晚0.1s以上.
回聲可以加強原聲,可以測量距離.
通過想想議議中的問題思考物力知識在實際中的應(yīng)用.
簡介:回音壁、三音石、圓丘等建筑,擴展知識,激發(fā)愛好,進行愛國主義教育.
總結(jié)
聲音是由物體振動發(fā)生的
聲音傳播需要介質(zhì),不同介質(zhì)傳播聲音的速度不同
聲音在空氣中的傳播速度
利用回聲可以加強原聲、測量距離
板書設(shè)計
探究活動
現(xiàn)代技術(shù)中與聲有關(guān)的應(yīng)用
【組織形式】個人或自由結(jié)組
【活動目的】
自古以來,人們就對有關(guān)聲音的現(xiàn)象進行了大量的研究,發(fā)展至今,聲學(xué)已是非常活躍的學(xué)科,它廣泛涉及到建筑、音樂、心理、醫(yī)學(xué)、地球、大氣、海洋、工程技術(shù)等很多領(lǐng)域,形成的交叉學(xué)科多達二十幾個.通過調(diào)查,了解其中的幾個方面.
【活動流程】
制訂計劃;查閱和收集相關(guān)的材料;綜合分析材料;寫出論文;與其他組交流.
【備注】