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生物技术处处有

2017-04-05虞桂琴

湖北教育·教育教学 2017年3期
关键词:疫苗生物基因

虞桂琴

生物技术与生活息息相关。如何把生物技术融入生活化的生物课堂呢?

一、作为导课部分激趣增疑

导入是一节课的开始,虽然用时不多,但它可以揭示课题,体现教学目的,可以激趣增疑,带领学生进入情境。因此,它在整个教学过程中起着举足轻重的作用。

日新月异、高速发展的生物技术往往能勾起学生对某节课乃至生物学科本身的兴趣。教学中,教师选取适当的切入点向学生介绍这些前沿技术,能激发学生兴趣,开阔学生视野,发散学生思维。如:“人教版”普通高中课程标准实验教科书《生物1(必修)》《分子与细胞》第3章第3节《细胞核——系统的控制中心》的细胞核结构部分,教材展示的细胞核结构模式图虽然结构清晰,但染色质给学生的映象则是一团无规则的细丝。染色质不是抽象模糊的,它在光学显微镜下清晰可见。因此,教学本节时,教师可以借染色质构象捕获(3C)及其衍生技术导入新课。3C技术是2016年度最值得关注的八大技术之一。这项技术可以在高分辨率水平上成像,并结合软件分析技术绘制染色质在核内的三维分布图。借此导入,既紧跟技术前沿,迅速吸引学生的注意力,又能帮助学生在脑海中映射出更清晰的细胞核结构图。

二、作为实例拓展课堂教学

生物学是一门与现实生活密切相关的学科。教师巧妙地把生物技术与生活实例联系起来,不但能让看似高深的理论知识变得浅显易懂,而且能激发学生的学习热情。

《生物3(必修)》《稳态与环境》第2章第4节《免疫调节》中,在学习了非特异性免疫和特异性免疫后,教材对“免疫学的应用”(如疫苗、对抗原的检测、器官移植过程中的免疫排斥)作了介绍。疫苗应用部分,教材上只简略地提到了传统的天花疫苗。不料,教师在课堂上一提起疫苗,学生立即提出了很多疑问:为什么疫苗能预防疾病?小时候吃的糖丸也是疫苗吗,为什么可以口服呢?为什么进口疫苗要贵一些?为什么注射疫苗后可能会发烧?乙肝疫苗为什么还需要注射加强针?从这些问题可以看出,关于疫苗预防疫病的原理、疫苗的制备、疫苗的种类等,学生非常好奇,希望更多地了解这方面的知识。

于是,教师以近年来的研究热点——毒品疫苗的研究和制备技术为例,强化学生对疫苗的认识。这个实例既涉及神经系统对毒品产生依赖的原因,又涉及疫苗的特征和疫苗的制备等免疫学知识,是一个既整合了“神经调节”和“免疫调节”知识,又切入了免疫学应用的好素材。实际教学中,教师介绍了毒品疫苗的实例后,学生对疫苗如何免疫、毒品如何干扰神统系统以及人体为什么对毒品产生依赖等有了一定程度的认识。这样的认识,对于他们未来的生活方式及生活态度会产生积极的影响。

三、作为探究问题启发学生思维

爱因斯坦曾说过,“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。生物学科作为一门不断发展中的学科,需要学生以探究的方式获取知识。

教学《生物2(必修)》《遗传与进化》第3章第2节《DNA分子的结构》时,教师结合刑侦案例设计了一系列探究活动:

从上述教学流程可以看出,教師根据教材内容,从生物技术与生活联系的角度出发创设问题情境,引导学生进行探究性学习,可以形成一条学习链:问题情境——激发兴趣——提出问题——探究活动——获取知识——提升能力。这样的学习链不但能让课堂氛围轻松愉快并充满吸引力,而且能启迪学生的思维。

四、作为背景资料融入课堂练习

课堂练习既有助于学生深入理解教材中的核心概念,又能培养学生灵活运用知识的能力。教师将生物技术作为背景资料融入课堂练习之中,无疑会放大这种作用。

教学《生物2(必修)》《遗传与进化》第4章《基因的表达》时,将基因表达的过程清晰地告诉学生并不困难,但这样教学枯燥无味,难以激发学生的兴趣,也难以让学生牢固地记住这个知识点。教师若能在课堂练习中融入具体、生动的情境,则不但能使学生对这个知识点的理解不再抽象,而且能让他们较好地巩固所学知识。

2015年诺贝尔生理学或医学奖获得者之一、中国科学家屠呦呦的相关研究就是一则很好的素材。屠呦呦及其研究团队通过研究弄清了青蒿细胞中青蒿素的合成途径(如图中实线方框内所示),并且发现酵母细胞也能产生合成青蒿酸的中间产物FPP(如图中虚线方框内所示)。

教师根据这个情境,设计了两道练习题:1.在FPP合成酶基因表达过程中,①步骤的产物需要经过 才能成为成熟的mRNA,此mRNA的作用是作为 的模板。2.实验发现,给酵母细胞导入相关基因后,这些基因能正常表达,该育种方式的遗传学原理是 ;同时,跨物种间的转基因过程能正常表达体现了生物间共用 ;随后,科研人员发现酵母合成的青蒿素仍很少,请根据图解,为提高酵母菌合成的青蒿素的产量提出一个合理的思路 。青蒿素的合成途径就是一个基因通过控制酶的合成影响代谢的例子。教师以屠呦呦获奖作为练习题的背景,考核基因的表达过程,不仅能考查学生对核心概念的理解情况,而且能感染学生,鼓励他们在未来的学习中勇于攀登科学高峰。

五、作为课外实践延伸课堂教学

这里的课外实践主要指学生在教师指导下,自主选择课题并开展实践调查研究的教学活动。学生选择的课题来源于学生的学习活动和社会生活,立足于研究解决学生关注的某一生命科学问题。

《生物3(必修)》第6章《生态环境的保护》,着眼于引导学生正确处理人与资源和环境的关系,走可持续发展之路。围绕这个话题的焦点、热点问题很多,如能源转型、气候变暖、环境保护等,也有很多与之相关的生物技术,如针对能源短缺的人工光合作用、针对温室效应的碳捕捉和封存技术等。教学时,教师仅仅把视角停留在这些方面,学生的学习兴趣不会太高,因为这些知识对学生而言比较陌生;如果教师换一种视角,引导学生调查当地的环境保护问题,情况就会大不一样。笔者在教学中正是选择了后一种教学思路。学生通过调查汉江水的污染情况以及污水处理过程中的相关生物技术,认识到汉江对襄阳人民的重要性以及汉江的水质状况不容乐观,从而树立了保护环境的意识;通过参观余家湖污水处理厂和鱼梁洲污水处理厂,了解到相关生物技术(如活性污泥技术、生物膜技术、生物强化处理技术、生物反应器技术等)在污水处理中的重要作用,从而深刻地体会到了生物技术在环境科学应用中的广泛性。

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