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中图分类号:R917文献标识码:A 文章编号:1673-1875(2009)04-109-01
一、教学设计思想和教材分析
随着课程改革的逐步推进,生物学实验教学在中学生物学教学中所占比重也越来越大,以人为本的理念体现在教育上就要以学生的发展为中心,落实到教学中则要以学生为主体。根据这个教育理念建构的生物学“分工式”实验教学法,是指学生在教师提供的或学生自行设计的实验“分工”基础上选做、设计实验,大胆构思,通过实验研究和验证,从而获得知识和技能的一种开放式教学方法。
“DNA的粗提取与鉴定”是高二生物新教材(人教版)中的遗传的物质基础中的一个学生实验,“DNA的粗提取与鉴定”为教学重点和难点。在“细胞”一章的教学活动中,学生接触了细胞核中DNA的知识,另外学生在生活中也经常听到过有关遗传物质的知识,但没有提取和实际看到过遗传物质,因此学生对亲自从细胞提取和鉴定DNA有浓厚的兴趣和渴望,这一实验,不但可使学生学会有关方法,还可以激发学生学习生物学的兴趣,加深对有关知识的认识。以往讲完有关理论知识后,组织学生进行验证性的实验。为了更好地培养学生的创新能力和实验技能,以适应时代的要求,我们在本实验中尝试实践了“分工式”实验教学法。
二、教育目标
1.知识目标:(1)初步掌握DNA的粗提取与鉴定的方法;(2)观察提取出来的DNA物质。
2.能力目标:(1)通过实验,使学生初步学会科学探究的一般方法,发展学生的创新思维,提高学生的综合能力;(2)探究性的实验,使学生初步具有获取、筛选、处理信息的能力;(3)通过写实验报告、交流研究成果,培养学生语言表达能力和写作能力。
3.情意目标:(1)学生彼此合作、讨论,形成互相比较分析、共同讨论的合作局面,从中尝试到探究的乐趣;
(2)通过实验,体会科学研究的艰辛和乐趣,树立辨证唯物主义的观点,进行生命科学价值观的教育。
三、教学过程
1、教学过程的设计思路
分工→分组选题→查找资料设计实验→教师指导意见→实验室是过程→课堂小结→全班讨论,教师指导意见→课外充实
2、关于教学过程的说明
第一阶段——课前准备阶段:根据学生的具体情况,教师和学生查阅资料,设计“分工”,全班分成若干小组,每4人为一组,推荐一位学生为组长,从实验“分工”中选出本组想做的实验,小组共同讨论,查阅资料,设计实验,由组长填写实验通知单,教师对学生的实验设计提出指导意见。
第二阶段——实验实施阶段:复习DNA的化学成分,以及存在部位。
3、结果分析与探究
实验结果表明以鸡血细胞为材料的优点为:一是鸡血细胞核DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞很易吸水涨破,而以往的用动物肝细胞做实验材料常常需要匀浆和离心,不但操作复杂,而且历时较长,不适合45min的实验课;三是提取的DNA较纯,DNA鉴定时颜色变化明显。根据鸡血细胞处于低渗液提环境中,便可渗透吸水导致细胞破裂的原理,探究蒸馏水的加量对鸡血细胞的影响,并以此培养学生分析问题和解决问题的能力,为此增加了探究蒸馏水加量对鸡血细胞的影响实验。
探究实验结果表明,加蒸馏水为鸡血细胞的8-10倍为好,分析原因为:(1)使血细胞完全破裂;(2)有利于下一步过滤。教材中稀释倍数仅为4,大量血细胞没有破裂,且溶液粘稠度大,过滤困难。当然蒸馏水的加量也不宜过大,否则会由于DNA溶液浓度太小而影响其提取效果。
改进结果表明:(1)在过滤破碎的鸡血细胞时,用四层纱布效果较好。单层或双层纱布网孔较大,容易使破碎的细胞膜、一些细胞器(如线粒体),甚至整个细胞都渗进去,因而会影响实验效果。
(2)本次试验两次加水作用不同,前者是为了胀破血细胞,不但要求很小心,可用竹筷快速搅拌,加速血细胞的破裂。后者是为了使DNA 析出,故应该缓慢贴壁加入,并轻轻的均匀搅拌,以利于析出和形成粘稠物。在搅拌的的过程中应该朝一个方向,否则不利于DNA分子的附着和缠绕。
(3)由于鸡血细胞破碎以后释放出的DNA容易被玻璃容器吸收,再加上细胞内DNA含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取的DNA就会更少,所以试验中最好使用塑料的烧杯和试管。
(4)由于在最后进行DNA的鉴定时,经纯化后的DNA就更少了,可用表面粗糙的竹筷代替玻璃棒,沿着一个方向卷起纤维丝状DNA。
四、教学评价
在教学过程中,遵循学生学习规律,教师不只是知识的灌输者,而是学生获取知识的激励者和指导者,因此,整个教学活动强调了师生互动和双向交流,强调了教师对学生的尊重和指导。学生从“分工”中选择出自己感兴趣的实验,设计实施,课堂上主动参与,充分满足了学生自我探索、自我思考、自我创造、自我表现的心理需求。通过实验教学中的理论分析和实验具体过程的操作,培养了学生思维的逻辑性。通过实验,加深了学生对相关问题的理解,步步设疑,发展了学生思维的深刻性。我们要求学生分析讨论自己真实的实验结果,有的学生实验做得不太成功,但他们都能分析实验失败的原因,及时调整思路,使学生逐步形成批判性的思维习惯,通过“分工式”实验教学,学生的求异发散思维能力和联想思维能力得到提高。,与平行班级相比,学生的主体地位确立了,他们的学习主动性和积极性都有所提高,更可贵的是逐步培养了可持续发展的能力,教师在整个教学过程中通过对学生实验设计方案、实验操作、结果分析的指导,加强指导的针对性和实效性,提高教学效果。我们觉得在基础型课程教学中完全可以对学生进行创新精神和实践能力的培养,但需要教师对学生的了解过程和学生对教师的适应过程,为此,教师需要付出艰辛的劳动和不懈的努力。
一、教学设计思想和教材分析
随着课程改革的逐步推进,生物学实验教学在中学生物学教学中所占比重也越来越大,以人为本的理念体现在教育上就要以学生的发展为中心,落实到教学中则要以学生为主体。根据这个教育理念建构的生物学“分工式”实验教学法,是指学生在教师提供的或学生自行设计的实验“分工”基础上选做、设计实验,大胆构思,通过实验研究和验证,从而获得知识和技能的一种开放式教学方法。
“DNA的粗提取与鉴定”是高二生物新教材(人教版)中的遗传的物质基础中的一个学生实验,“DNA的粗提取与鉴定”为教学重点和难点。在“细胞”一章的教学活动中,学生接触了细胞核中DNA的知识,另外学生在生活中也经常听到过有关遗传物质的知识,但没有提取和实际看到过遗传物质,因此学生对亲自从细胞提取和鉴定DNA有浓厚的兴趣和渴望,这一实验,不但可使学生学会有关方法,还可以激发学生学习生物学的兴趣,加深对有关知识的认识。以往讲完有关理论知识后,组织学生进行验证性的实验。为了更好地培养学生的创新能力和实验技能,以适应时代的要求,我们在本实验中尝试实践了“分工式”实验教学法。
二、教育目标
1.知识目标:(1)初步掌握DNA的粗提取与鉴定的方法;(2)观察提取出来的DNA物质。
2.能力目标:(1)通过实验,使学生初步学会科学探究的一般方法,发展学生的创新思维,提高学生的综合能力;(2)探究性的实验,使学生初步具有获取、筛选、处理信息的能力;(3)通过写实验报告、交流研究成果,培养学生语言表达能力和写作能力。
3.情意目标:(1)学生彼此合作、讨论,形成互相比较分析、共同讨论的合作局面,从中尝试到探究的乐趣;
(2)通过实验,体会科学研究的艰辛和乐趣,树立辨证唯物主义的观点,进行生命科学价值观的教育。
三、教学过程
1、教学过程的设计思路
分工→分组选题→查找资料设计实验→教师指导意见→实验室是过程→课堂小结→全班讨论,教师指导意见→课外充实
2、关于教学过程的说明
第一阶段——课前准备阶段:根据学生的具体情况,教师和学生查阅资料,设计“分工”,全班分成若干小组,每4人为一组,推荐一位学生为组长,从实验“分工”中选出本组想做的实验,小组共同讨论,查阅资料,设计实验,由组长填写实验通知单,教师对学生的实验设计提出指导意见。
第二阶段——实验实施阶段:复习DNA的化学成分,以及存在部位。
3、结果分析与探究
实验结果表明以鸡血细胞为材料的优点为:一是鸡血细胞核DNA含量丰富,材料易得;二是鸡血细胞很易吸水涨破,而以往的用动物肝细胞做实验材料常常需要匀浆和离心,不但操作复杂,而且历时较长,不适合45min的实验课;三是提取的DNA较纯,DNA鉴定时颜色变化明显。根据鸡血细胞处于低渗液提环境中,便可渗透吸水导致细胞破裂的原理,探究蒸馏水的加量对鸡血细胞的影响,并以此培养学生分析问题和解决问题的能力,为此增加了探究蒸馏水加量对鸡血细胞的影响实验。
探究实验结果表明,加蒸馏水为鸡血细胞的8-10倍为好,分析原因为:(1)使血细胞完全破裂;(2)有利于下一步过滤。教材中稀释倍数仅为4,大量血细胞没有破裂,且溶液粘稠度大,过滤困难。当然蒸馏水的加量也不宜过大,否则会由于DNA溶液浓度太小而影响其提取效果。
改进结果表明:(1)在过滤破碎的鸡血细胞时,用四层纱布效果较好。单层或双层纱布网孔较大,容易使破碎的细胞膜、一些细胞器(如线粒体),甚至整个细胞都渗进去,因而会影响实验效果。
(2)本次试验两次加水作用不同,前者是为了胀破血细胞,不但要求很小心,可用竹筷快速搅拌,加速血细胞的破裂。后者是为了使DNA 析出,故应该缓慢贴壁加入,并轻轻的均匀搅拌,以利于析出和形成粘稠物。在搅拌的的过程中应该朝一个方向,否则不利于DNA分子的附着和缠绕。
(3)由于鸡血细胞破碎以后释放出的DNA容易被玻璃容器吸收,再加上细胞内DNA含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取的DNA就会更少,所以试验中最好使用塑料的烧杯和试管。
(4)由于在最后进行DNA的鉴定时,经纯化后的DNA就更少了,可用表面粗糙的竹筷代替玻璃棒,沿着一个方向卷起纤维丝状DNA。
四、教学评价
在教学过程中,遵循学生学习规律,教师不只是知识的灌输者,而是学生获取知识的激励者和指导者,因此,整个教学活动强调了师生互动和双向交流,强调了教师对学生的尊重和指导。学生从“分工”中选择出自己感兴趣的实验,设计实施,课堂上主动参与,充分满足了学生自我探索、自我思考、自我创造、自我表现的心理需求。通过实验教学中的理论分析和实验具体过程的操作,培养了学生思维的逻辑性。通过实验,加深了学生对相关问题的理解,步步设疑,发展了学生思维的深刻性。我们要求学生分析讨论自己真实的实验结果,有的学生实验做得不太成功,但他们都能分析实验失败的原因,及时调整思路,使学生逐步形成批判性的思维习惯,通过“分工式”实验教学,学生的求异发散思维能力和联想思维能力得到提高。,与平行班级相比,学生的主体地位确立了,他们的学习主动性和积极性都有所提高,更可贵的是逐步培养了可持续发展的能力,教师在整个教学过程中通过对学生实验设计方案、实验操作、结果分析的指导,加强指导的针对性和实效性,提高教学效果。我们觉得在基础型课程教学中完全可以对学生进行创新精神和实践能力的培养,但需要教师对学生的了解过程和学生对教师的适应过程,为此,教师需要付出艰辛的劳动和不懈的努力。