细胞工程基本原理范文
时间:2023-11-23 17:53:50
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篇1
细胞工程课程在生物科学专业的设置
本课程自从2007年在我校新办生物技术专业开设以来,根据学校对本科生物技术专业的培养计划,细胞工程是生物技术专业的主干课程,并于2009-2010学年第二学期开始开设。通过对该课程的教学,使学生掌握细胞工程所涉及的基本概念、原理、技术方法、应用基础等内容。通过近三年的教学实践,不断加强课程建设与发展,理论教学体系已经基本完善,实验教学平台基本建立。通过全面进行教学改革,已逐渐形成本校建设的特色课程。21世纪,生命科学全面快速发展。根据学科发展和社会需求趋势,在新办生物技术专业基础之上,2009年我校新办生物科学专业。然而,新办生物科学专业的困境是专业范围宽泛;如何在有限的时间内,全面、高效地培养适应社会需求的合格人才,是每位任课教师和教学管理者必须认清的首要问题。为了充分发挥我们医学院校的资源优势,在培养学生方向定位上,以健康教育为主要方向,兼顾生物制药等,但又与生物技术的培养方式不同。由于细胞工程是由细胞生物学、分子生物学、基因工程、工程学等学科理论技术有机结合的一门崭新学科,因而被设定为新办生物科学专业本科生培养计划的必修课程。
细胞工程课程在生物科学中的开设,是以普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、分子生物学、微生物学、免疫学等先修课程为基础。同时,将本课程的学习与基因工程、生物技术等课程的学习互相补充和相互促进,为将来从事生命科学基础理论研究、生物制品的开发和应用、疾病诊断技术的开发与应用等领域的工作打下必要的基础。在教材方面,以李志勇编著《细胞工程》(高等教育出版社)为基本教材,以杨吉成编著《细胞工程》(化学工业出版社)、安利国编著《细胞工程》(第二版,科学出版社)等为主要参考教材。在教师队伍配置方面,既有细胞生物学领域教学经验丰富的教授,也有年富力强的专业知识扎实的中青年骨干教师。细胞工程的理论教学和实验教学全部由既具有扎实生物工程学相关知识背景,又有基础细胞理论与实验技术背景的骨干教师承担。
细胞工程教学内容的设定与改革
细胞工程课程的特色,是以细胞工程技术方法的基本原理为课程教学切入点。在教学内容上,基本理论的讲授与技术方法过程的介绍并重;在本学科知识的系统性方面,既有本学科理论的系统性,又加强与其他相关学科的相互渗透交叉,尤其是以细胞生物学、生物工程的基础知识背景,为本学科的理论教学奠定基础;通过将现有技术的原理、应用归纳,与本学科相关技术的发展趋势讲解相结合;从内容上,客观系统地反映本学科相关领域应用前景、重点研究方向和尚待解决的科学问题;在理论上自成体系。根据教学计划,细胞工程在我校总学时设定为80学时,其中理论50学时,实验30学时。本课程的开设,一般在第三学年的第二学期,在普通生物学、生物化学、医学遗传学、细胞生物学、组织胚胎学等课程修完之后进行。细胞工程在教学内容、教学方法上又与以上学科大不相同,本课程教学是以技术方法的原理为基础理论的学科,因此实验与理论教学并重。细胞工程课程的理论课程内容,根据研究对象一般分为三大部分内容,分别为:细胞工程概论与基本技术、植物细胞工程、动物细胞工程。根据我校的教学实际情况和培养计划,我们对教学内容进行了适当的改革与调整。课程的内容重点在第一部分细胞工程概论与基本技术和第三部分动物细胞工程[1-4]。
篇2
关键字:生物技术制药;应用;研究现状
一、前言
采用现代生物技术人为的创造或者改变自然条件,以微生物或动植物细胞为载体生产医用药物的过程,称为生物技术制药。生物制药的飞速发展在治疗癌症、神经退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病、银屑病等方面发挥着重要的作用[1],解决了大量传统药物无法解决的困难。
二、 基因工程制药
2.1 基因工程制药的原理。基因工程制药是指先确定治疗某种疾病的关键性蛋白质,通过获取该蛋白质的编码基因,对其基因进行改造或大规模扩增,然后转入到相应的可以大规模表达的受体细胞中去,在细胞的繁殖过程中大量生产这一药用蛋白的过程。
2.2 基因工程制药的简要流程。基因工程制药的主要流程为[2]:目的基因的获得、组建重组质粒、构建基因工程细胞体、培养工程细胞体、分离纯化表达产物、除菌和质量检测、包装上市。
2.3 基因工程制药的应用。基因工程制药在医药领域最重要的应用是新药的研究开发以及传统药物的改进。主要应用于激素、细胞因子、溶血栓类生理活性物质的生产,抗体和疫苗的生产。例如α-重组人干扰素、白介素、转化生长因子、核酸疫苗、转基因疫苗等。[3]
三、动、植物细胞工程制药
3.1 动物细胞工程制药的相关技术。目前用于生物制药的动物细胞有四类[4]:原代细胞、二倍体细胞系、融合或重组的工程细胞系、转化细胞系。原代细胞指直接取自动物器官的细胞。二倍体细胞系是指取自动物胚胎并经过传代筛选克隆,具有一定特性的细胞。工程细胞系则指通过细胞融合或基因重组,对细胞遗传物质进行改造,使其具有稳定遗传的独特性状的细胞。转化细胞系是由某个转化过程得到的具有很强增殖能力的细胞。
动物细胞工程制药的主要技术有:细胞融合技术、细胞器移植技术、染色体改造技术、转基因技术、细胞大规模培养技术。[5]
3.2 植物细胞工程制药的研究进展。植物细胞工程制药是利用现代生物工程手段对植物细胞体系进行大量培养,并直接获得有用化合物或以其提取物为底物合成其他物质的过程。现今植物细胞工程制药的研究技术主要包括[6]:大规模植物细胞培养生产药用成分、植物生物反应器、细胞级微粉碎加工技术、生物酶解技术、转基因植物生产药物、植物细胞生产有用次级代谢产物。例如[7]通过建立红豆杉细胞系,采用生物反应器培养生产抗癌药物紫杉醇。
3.3 动植物细胞工程制药的应用。我国现阶段细胞工程制药的应用重点在于[8]:人源化抗体的研制和生产、“分子药田”工程、“动物药厂”计划。其中,人源化抗体的研究是利用噬菌体抗体技术、嵌合抗体技术等生产疗效更好,更适合于人使用的单克隆抗体。“分子药田”和“动物药厂”则是利用转基因技术以植物和动物细胞为载体大量生产医用蛋白。
四、抗体制药
4.1 抗体制药技术。抗体制药领域的主要技术有[9]:抗体高通量大规模制备技术、动物细胞表达抗体产品大规模培养技术、人源化抗体的构建及优化技术、抗体工程药物标联及增效技术。高通量大规模制备技术的常见方法是利用杂交瘤快速筛选、工程抗体库和人记忆B细胞,大规模快速高效的制备单克隆抗体。动物细胞表达抗体大规模培养则是利用细胞表达体系和体外翻译系统,生产外源抗体蛋白。人源化抗体则属于基因工程抗体范畴,抗体的亲和力显著提高。抗体药物标联增效则是利用抗体的靶向作用,标记同位素、化学药物或毒素,以提高抗体疗效,降低抗体用量。
4.2 代表性抗体药物。目前出现的具有代表性的抗体药物主要有:抗CD20单抗、抗HER2单抗、抗肿瘤坏死因子单抗、抗VEGF单抗、抗EGFR单抗和抗HAb18G/CD147抗体。
五、酶工程制药
5.1 药用酶的来源。药用酶作为具有催化功能的大分子蛋白质,可以直接从生物体中分离也可以化学合成。但目前最主要的获取方式仍为从生物体中提取以及发酵生产。[10]随着动植物细胞大规模培养技术的发展,通过培养动植物细胞获得药用酶蛋白的方法成为了最主要的手段。
5.2 酶工程制药在医药领域的应用。酶工程制药在疾病的诊断和治疗方面有着广泛的应用。由于酶的高效催化特性,使其有着可靠便捷又迅速地诊断和治疗特点,在临床上广泛应用。酶学诊断包括两方面:一是利用体内原有酶活的变化诊断;二是利用酶反应测定体液中物质含量变化诊断。而在治疗方面则有着各种各样的药用酶类,包括:蛋白酶、溶菌酶、超氧化物歧化酶、尿激酶等。
酶工程制药在生产方面也有着广泛的应用。例如利用青霉素酰化酶制造半合成青霉素和头孢霉素、利用β―酪氨酸酶制造多巴等。酶工程制药在分析检测方面的应用则包括酶法检测和酶法分析。
六、总结
随着生物技术的发展以及生物技术制药在应用方面的深入研究,生物技术药物将不仅仅局限于“疑难杂症”的治疗,其使用的广泛性和普遍性将得到大大提高。各种生物技术药品的发展成熟将极大地改善人类的生活水平和对疾病的治疗能力。
参考文献:
[1] 靳坤, 李洋, 李乾, 等. 我国生物制药研究进展及展望[J]. 现代生物医学进展, 2012, 12(2): 370-372.
[2] 黄榕珍. 基因工程制药应用及研究进展[J]. 海峡药学, 2011, 22(12): 5-8.
[3] 李淑娟. 基因工程制药的研究和应用[J]. 科技经济市场, 2012 (11): 17-18.
[4] 马瑞丽. 动物细胞工程制药的研究进展[J]. 科技资讯, 2007 (14): 28-29.
[5] 叶敏. 动物细胞工程的现状和展望[J]. 细胞生物学杂志, 1984, 4: 013.
[6] 赵玉平, 杨夏, 高峰丽. 植物细胞制药的研究进展[J]. 中国中医药现代远程教育, 2012, 10(12): 163-164.
[7] 余响华, 邵金华, 袁志辉, 等. 植物细胞工程技术生产紫杉醇研究进展[J]. 西北植物学报, 2013, 33(6): 1279-1284.
[8] 李刚, 刘鹏. 我国细胞工程制药的研究现状和发展前景[J]. 中国现代应用药学, 2002, 19(4): 278-281.
篇3
关键词:生物技术制药;教学实践;教学改革;教学质量
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2012)09-0143-02
生物技术药物因毒副作用小、取材方便迅速,靶向作用强而被人们所接受,生物药品得到了迅猛发展,形成了新兴的生物制药高技术产业。生物技术制药是应用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等现代生物技术研制蛋白质或核酸类药物。由于其重要的应用价值,生物技术制药也被选为生物技术专业的一门专业选修课。重点探讨生物技术新药设计思路、基因工程等技术研制新药的基本原理和方法。但由于该门课程是在继微生物学、生物化学、分子生物学、基因工程原理及技术、产品分离分析等课程学习的基础上开展的一门应用性、实践性强的学科。所以其在内容上具有广、多、繁杂、与其他生物技术课程内容相互交叉、应用性强等特点,如何选好教学内容,使用恰当的教学方法直接决定着该门课程的教学质量。近几年我们从教学重点的选择、教学内容的优化及教学方法的改革上进行了探索,取得了较好的效果。
一、调整课程结构,避免重复,突出重点
目前生物技术所包含的主要技术范畴有基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程及生化工程。因此基因工程原理及技术、细胞生物学、生物化学、分子生物学、微生物学等是目前生物技术专业的支撑学科,其内容也会被老师重点讲授,让学生牢固掌握。生物技术制药课程是建立在以上各种生物技术在制药领域中的实践性,应用性较强的一门专业课程,因此,在内容上该门课程覆盖面广,同时又不可避免地与以上各相关课程相互交叉,这使得授课难度较大,如果按照各章节内容全面讲授,会使学生感觉繁杂而乏味。这就需要根据本课程的特点和实际教学情况,大胆地进行课程改革,修改教学大纲,重点突出“生物技术”与“药物”的有机结合,把与其他课程交叉的内容在妥善协调的基础上不再赘述,进行明智取舍,这样可使得教学重点突出,内容得到了精简。课程由原来的32学时调整为24学时。
二、立足生物技术科学发展前沿,优化教学内容
目前课堂教学还是学生获取知识的主要形式。我们在讲授课程内容上求精求新,以增长知识,注重实践为目的,以阐明基本原理和研究设计思路为重点,结合科研中的最新研究实例介绍基本工艺,紧跟学科前沿和国家的发展需求,使授课内容贴近前沿、贴近生活与现实,培养学生的实践和创新意识。如基因工程制药是生物技术制药课程的重点内容,我们在讲授这一内容时首先会给同学们介绍制备基因工程药物的基本过程,让学生掌握基因工程制药的设计思路。然后我们会选择几个近期刚公开的专利作为实例介绍基因工程制药的具体工艺,让同学们将学到的理论与实际应用相结合,增强实践意识。最后我们进一步给同学们介绍目前我国863计划的实施情况,告诉他们基因工程药物、疫苗和基因治疗是国家863计划八个领域中的20个主题之一。这样的授课内容立刻激发了学生学习的积极性和主动性,使他们真正感受了到生物技术制药的重要性,增强了学生的实践和创新意识。
三、改进教学方法,充分调动学生主观能动性
鉴于生物技术制药的授课对象是已学了许多专业课的大四的学生这一情况,我们采取部分讲授内容先由学生发言、讨论,再由老师点评、补充总结的办法,使学生参与到课堂教学中来,让学生产生互动,活跃课堂教学气氛。比如我们在讲利用植物基因工程生产药物的实例时我们讲了一项近年刚公开的专利“利用水稻胚乳细胞作为生物反应器生产重组人血清白蛋白”。这个实验的具体内容对学生来说是新颖的,但从设计思路上同学们应该并不陌生,因为他们前期已经学习了分子生物学、基因工程原理及技术等分子生物学知识,同时他们也学习了植物组织培养等课程,了解了一些植物转化体系及转基因的方法。只是同学们将零碎知识系统起来分析解决实际问题的能力欠缺一些。于是我先让同学们自己设计思路,解决问题。最后老师在屏幕上放映了专利的完整内容,同学们感觉解决实际问题并不太难,自己学的东西原来离实际应用这么近。学习积极性得到了极大提高。
四、合理使用教学手段和工具,使抽象的内容直观化
目前多媒体因为具有图、文、声并茂,能使教学内容形象生动等特点而成为大学教学过程中最主要的教学手段。但有时我们会在教学过程中遇到演绎性强或最新发展的一些内容,这些内容并不容易用多媒体来演示,或找不到适合用多媒体演示的资料,这时我们要采用多种教学手段,充分利用身边的教具将抽象的内容讲解清楚。比如我们在讲酶工程制药中的分子印迹酶时,有些同学对“分子印迹”这一术语理解不透,于是我们从超市买来了小朋友爱玩的橡皮泥及一些简单的小模具。我们将小刀比作模板分子,将一小块、一小块的橡皮泥比作功能单体,当橡皮泥在小刀周围聚合后,取出小刀则形成了可以与小刀相匹配的空腔,我们将形成这个腔的过程称为印迹,同学们对这一术语立刻豁然开朗。
五、以科研促教学,提高教学质量,提高学生创新能力
现代生物技术的发展日新异,新理论、新方法发展很快,有些新内容只靠从文献中查阅有时会很难透彻理解,导致在课堂讲授过程中心里没底,而如果我们自己的科研工作正好涉及这一领域,则讲授起来就会有完全不同的感觉,这一点刘庆昌老师在“几点教学体会”中也有所提及。如果再在授课中添加一点自己最新的研究成果则会取得更好的效果。这样既会极大地提高学生学习的兴趣,激发学生的学习热情,同时又会提高老师在学生心目中的形象,达到了极好的效果。比如我在讲植物细胞工程制药一章时会结合国家目前正在实施的“转基因生物新品种培育重大专项”和自己的研究内容讲到一些新的重要功能基因及表达元件的克隆及功能鉴定,这些内容学生非常感兴趣,同时引导同学去想,去做,极大地提高他们的学习热情,激发了创新欲望,有的同学主动要求课余时间给老师当科研小助手。
六、寓德育教育于理论教育之中,增强学生的责任感,激发爱科学、爱祖国的热情
在大学教育中,除了帮助学生获得必要的知识、技能和能力外,帮助学生丰富和加强积极向上的健康的情感,帮助学生形成和发展优良的思想道德品质是大学教学的另一个重要目标。我们在教授理论知识的同时,注意将育人教育寓理论教育之中,培养学生积极向上的情感和爱国、爱科学的热情,取得了较好的效果。比如在讲基因工程制药一章时会讲到实例干扰素。我们告诉同学们基因工程人干扰素α-1b是世界上第一个采用中国人基因生产的基因工程药物。是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。然后我们再进一步以α-1b干扰素的研发、生产为例,介绍中国生物工程产业化的发展历程,使同学们通过了解深圳科兴生物制品有限公司的艰难创业、发展低谷和再创辉煌的发展历程,取得了较好的效果。当讲到该公司的艰难创业时教室里静悄悄的,同学们屏息凝气,静静地听着。随着老师的讲解当教学屏幕上出现“中国人是不甘落后的!再创辉煌!”时教室躁动起来了,同学们的脸上开始浮现出喜悦的表情,不少同学开始小声地交头接耳,脸上的表情由喜悦逐渐变成了一种自豪。当老师再次讲到现在人类基因组计划已经测序,有很多的疾病都可以通过基因工程药物来治疗时有的同学在摩拳擦掌。
总之,教学质量的提高离不开老师的辛勤工作和努力,但通过我们的精心设计和实施,取得较好的教学效果时我们又会深深地体会到教师在教学中的乐趣和价值。
参考文献:
[1]张晶,华子春.细胞生物学课程体系优化的实践与思考[J].中国细胞生物学学报,2011,33(6):716-719.
[2]刘庆昌.几点教学体会[J].中国大学教学,2004,(7):3-14.
篇4
关键词:生物技术;课程建设;教学改革;学分制
学分制既是一种教学管理制度,也是建立在学生学习自由基础上的一种教育理念。学分制有完全学分制和学年学分制之分。目前,我国普通高等院校多数实行的并非完全意义上的学分制,而是学年学分制。随着我国高校不断推进的教育体制改革,许多高等院校的教学管理模式由以往学年制向学分制转变。与学年制相比,学分制下学生可根据自己的专业兴趣自主选择所修课程,因而较学年制有较大进步。为此,临沂大学自2008年开始全面实施学分制改革,推进课程的小型化建设,并制订相应的本科培养方案。
一、生物技术系列课程组成及课程开设简介
生物技术系列课程是临沂大学生命科学学院在生物技术专业开设的专业方向课程,其系列课程主要包括《基因工程》、《发酵工程》、《细胞工程》、《酶工程与蛋白质工程》及《生物技术大实验》等。通过系列课程的学习,使学生掌握基因工程的基本原理和实验方法,掌握生物技术各项技术和成果在发酵菌种选育改良、细胞培养、酶制剂研发、蛋白质改造等领域的应用;熟悉现代生物技术在农作物改良、新品种培育、疾病诊断和治疗、新药研发等领域的重大作用。通过综合性的生物技术大实验的设置,培养学生的自主学习、自主设计和创新能力及实验操作技能,拓宽学生的知识面及专业技能,为以后的专业实践学习及毕业后走向生命科学相关专业的工作岗位打下基础。2004年,《生物技术导论》作为一门综合性课程首先面向生物科学和生物技术两个专业开设。后来随着学科的发展、师资力量的壮大以及实验室建设的日益完善,2006年,生物技术专业的《生物技术导论》扩展为《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》四门课程,并开设相应的实验,充分体现生物技术及其下游应用特性。而生物科学专业继续以《生物技术导论》的综合形式开课,作为本专业的方向选修课。
二、学分制下生物技术导论系列课程的教学改革
1.教学内容改革实践。①教学大纲的制定及授课学期的安排。由于生物技术系列课程具有涉及学科多、实用性较强、与实践结合紧密的特点,其基本理论和应用研究一直是非常活跃的领域。学分制下,教学大纲的制定应结合专业特色,将课程小型化、精致化。因此在课程内容选择上,我们精益求精,在制定教学大纲前,生物技术系列课程教学团队共同讨论,集体拟定教学大纲,充分结合专业的特点和定位,结合培养方案,既能体现学科特色,达到培养目标,又避免内容重复。生物技术专业的《基因工程》、《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》的理论教学大纲和实验教学大纲分别制定,为了突出实验技能训练,各门课程理论教学和实验教学实行1∶1的学时设置,各32个学时(共3学分)。生物科学专业制定《生物技术导论》教学大纲,实行模块化教学,实验方面开设综合性的“生物技术大实验”,根据教学内容,理论学时为48学时,实验学时32学时。在学期安排上,生物技术专业在第四学期开设必修课《基因工程》及其实验,第五学期开设《细胞工程》、《发酵工程》和《酶工程与蛋白质工程》等系列选修课程,学生可以根据自己的兴趣和学分情况进行选课。对于生物科学专业,在第五学期开设《生物技术导论》和《生物技术大实验》,既能与前面学科衔接,又能为后面的考研、就业提供理论知识和实验技能训练。②教材建设。教材建设必须以服务人才培养为目标,以提高教材质量为核心。学分制的实施和教学计划的调整,教材建设需走在前列。本课程在选择教材时优先使用近5年内出版的“面向21世纪课程教材”和“国家‘十一五’规划教材”。以这些教材为基础,设计教学内容,编制教学讲义,实现立体化授课,同时指定几本相关教材作为参考书,并利用专业网站进行课外学习资源。2.教学方式的改革实践。①采用多元的课堂教学形式,提高课堂教学效果。教学方法的选择和组合,要同教学内容、学生的特点及教师自身运用教学的能力联系在一起。传统的课堂教学形式主要是以教师单向授课为主,学生多为被动听课。为启发和调动学生的学习积极性,应根据生物技术系列课程的特点,选择不同的教学方法。对于理论性强、内容抽象的知识采用讲解—教授式,如《基因工程》中基因工程操作的基本过程、目的基因的克隆和筛选等内容,通过教师的精心编排,尽量使抽象问题具体化、繁杂内容简明化、同类问题规律化,便于学生理解和接受。而在讲基因治疗时,采用问题—探究式的教学方法,教师在课堂教学中穿插启发性问题,运用引趣、设疑、类比、联想等方法能刺激引发学生的学习兴趣与思考,也加强了师生之间的互动。例如,在讲基因治疗的作用时,先举一个乙肝病毒的例子,提示例子关键性,提出怎么办,让学生在教师的启发诱导下,主动积极独立地思考,使学生分析问题和解决问题的能力得到较快提高。翻转课堂是学生学习自主性和师生角色转换的重要体现。在教学过程中,让学生自由组合成学习小组,结合本组成员的兴趣,自主选择一个主题,调查研究,查阅文献,在课堂教学期间走上讲台为大家讲课,以此进一步培养学生的自主学习能力及表达沟通能力,增加师生之间的理解互信。对于一些较容易理解的内容,采用自学—辅导式教学方法,对于学生认知前提较好的内容,先由学生自己看教材,总结笔记,针对普遍问题和教学大纲要求讲解,然后归纳总结,使学生阅读教材的能力、逻辑思维能力、归纳总结能力等方面受到实际锻炼,掌握自学方法,让学生自主学习。②充分利用现代化教学手段。生物技术系列课程内容具有信息量大、抽象、应用性强的特点,如果使用传统教学手段,学生很难深刻理解这些内容。而使用媒体、影像资料等现代化教学手段,可以在有限时间内提供给学生最大的知识信息量。如基因工程中限制性内切酶、载体、重组DNA构建、PCR的原理等内容,比较抽象,学生理解比较困难,在讲授的基础上配以动画演示,把这些要素的应用展示给大家,生动直观形象地加深学生的理解程度。③改革实验教学,强化学生动手能力。如科学安排实验内容,根据学生反馈信息,调整实验指导方法、改革试验考查方式,促进教学质量的提高,着重考核学生分析解决问题的能力。在实验安排上主要分为3个层次:基础型实验、设计与综合型实验和研究型实验。通过基本实验技能训练,掌握基因工程最基本的实验技术及操作方法;掌握常规仪器设备原理及应用,培养数据处理和表达实验结果的能力。通过综合实验培养学生多实验方法手段综合、多途径信息获取,以及科学分析推理的综合实验能力和独立操作、解决实际问题的能力。通过设计实验,使学生能在教师指导下正确的进行实验设计,按自定实验方案操作、观察,获得实验数据,正确分析结论及解决实际问题。研究型实验是将最新研究成果引入到实验教学中。引入科研、教改成果,使实验内容与科研应用项目密切联系,充分体现基础与前沿、经典与现代相结合。如综合型实验“大肠杆菌感受态细胞的制备、转化与筛选”中,将以前单一分散的三个实验,按照其内在联系组合为综合性实验,不但使学生学到了感受态细胞制备方法、LB培养基的制备、质粒DNA的转化与筛选等3种基本实验技术,更重要的是使学生在掌握基本技术的同时,培养学生对基本技术和方法综合运用的能力。发酵工程实验中带领学生亲自操作发酵罐生产酸奶、米酒等产品,既掌握了发酵罐的结构,还体验了生产产品的乐趣。细胞工程实验中让学生自己取材,进行植物组织培养,观察植物是如何从一个愈伤发展成为一个完整的植株,体会植物细胞全能性的概念。
三、教学改革所取得的成效
在学分制指导下,通过对生物技术系列课程的教学改革,提高了学生选课的自主性,大大激发了学生对生物技术相关课程的学习兴趣。在酸奶发酵和米酒发酵实验中,学生体会到生物技术并不是深不可测,在蛋白质改造和基因工程药物设计中,在显微注射和动物克隆原理和技术的学习中,学生认识到现代生物技术的博大精深。在实验课中,学生根据自己掌握的专业知识积极设计自己组内的实验方案,并顺利完成一种植物的组织培养、完成酸奶制作和米酒酿制,实验结束后,学生们在实验报告的结尾都写出了自己的实验心得,体会收获的快乐。在教学互动环节,鼓励学生走上讲台,讲授自己所撰写的课程论文,通过此环节的锻炼,学生的总结及自我表达能力得到了提高。在教学过程中我们还注重学生科研能力的训练,先后申请了如“创新实验设计探究盐胁迫下纳离子对小麦种子萌发和幼苗离子毒害效应”、“低糖保健型石榴汁酸奶加工工艺的研究”、“玉米等主要农作物的抗逆性研究”等多个国家级和校级大学生创新基金,实验“叶用芥菜和白菜型油菜之间体细胞杂交体的RAPD鉴定”参加第十二届“挑战杯”山东省大学生课外学术科技作品竞赛并获得三等奖。目前生物技术导论申报校级特色课程,正在建设中。近几年的教学实践显示,教学改革效果良好,并符合新世纪高等教育培养高素质现代生物技术人才的需要。
参考文献:
[1]江天肃,张洪波,杨军,等.关于完全学分制的思考[J].现代教育科学,2009,(6):6-8.
[2]戴小珍,王兰,李红《.生物技术导论》课程特色教学模式的探索[J].课程教育研究,2012,(10):166.
[3]张惠展.基因工程[M].第二版.北京:高等教育出版社,2010.
篇5
关键词: 植物组织培养 原理 营养 激素 环境
一、植物组织培养原理
植物组织培养技术,是20世纪兴起的一项植物细胞工程技术。它的基本内容是:从外界植物体上取下任意的一个到几个细胞或者一块组织在全人工的离体条件下进行培养,经过细胞或者组织的分裂、分化及几何增殖达到植株的形态重建和快速繁殖的目的。
植物细胞具有全能性,即任何一个植物细胞都具有形成该植物体的能力,这种“全能性”就是植物组织培养的理论基础。
二、植物组织培养与营养
培养基是从无土栽培的营养液发展而来的,在某种意义上说就是模拟土壤。最初的培养基就是简单的马铃薯浸出液,即土豆汁。后来随着植物生理学和生物化学的研究的深入,培养基越来越复杂,成分越来越多。当支持物(如:琼脂、明胶)的发现并且应用到培养基的培养中时,固体培养基随之诞生。固体培养基是组织培养基中最常用的一种培养基的类型。人工合成培养基通常包括大量元素、微量元素、铁盐、有机复合物、糖、支持物和植物激素。
三、植物组织培养与激素
植物激素,是植物组织培养中发挥生物学效力最强的培养因素。植物激素包括五大类:生长素类、细胞分裂素类、赤霉素、乙烯类和生长抑制素类。在植物组织培养中最常用的是生长素和细胞分裂素。生长素包括很多种,如1-萘乙酸、吲哚乙酸和2,4-D等。细胞分类素包括6-苄基腺嘌呤、6-糠氨基嘌呤和玉米素等。植物激素在培养基中的用量通常在0.01—10mg/L(ppm)变化,细胞分裂素的浓度在非生根培养中要大于生长素。需要指出的是,植物激素的用量要考虑组织内源激素的含量及其生理学周期效应。
四、植物组织培养与环境
植物组织培养的成功与否取决于外植体的制备、无菌操作和人工培养环境的好坏。外植体的制备的好坏是能否建成离体繁殖系要过的第一关。有活性是外植体制备的前提[1]。
无菌操作贯穿于整个组织培养过程的一门关键技术,实验室中经常使用的无菌操作设备是超净工作台。超净工作台通常借助紫外光结合逆压渗透的超滤风技术来满足无菌要求。无菌操作者的操作手法和习惯的好坏也是无菌操作成功与否的关键,通常进行无菌操作的实验人员也要经过严密的无菌操作训练并建立严格的“无菌概念”[2]—[3]。
能否把植物组织培养做到满意的人工调控,关键在于人工培养环境的好坏。人工培养环境包括能量的来源——光照,新陈代谢的保证——温度,气—水平衡——湿度,生物原料的来源——培养基[4]。
五、植物组织培养的应用前景
植物组织培养在生产实践上有着广阔的应用前景,从已经产生的效果来看,大致包括以下几个方面[4],[6]。
第一,快速繁殖。用组织培养法可以在短时间内大量繁殖植物。它比传统的扦插、嫁接等方法,繁殖速度要快几十、几百甚至上千倍。
第二,培育无病毒植株。许多农作物体内都带有病毒,病毒在植物体内是沿维管束分布的,在茎尖、根尖分生组织中,由于代谢十分旺盛、细胞分裂速度快等因素,不含病毒。因此,用茎尖进行组织培养可以获得无病毒植株,再用这种植株进行快速繁殖,就可以增殖出大批的无病毒植株,供应生产[7]。
第三,培育作物新品种。组织培养为育种开辟了新途径。例如,用花粉进行组织培养,能形成单倍体植株。然后,通过染色体加倍,就培育出了纯系的植物新品种,这就是单倍体育种。对一般的草本植物来说,用杂交的方法培育一个新品种需8—10年,单倍体育种只需2—3年,这就大大缩短了育种年限。
第四,植物产品的工厂化生产。植物细胞在代谢过程中,能够产生一些有机化合物,如人参皂甙(人参)、奎宁(金鸡纳)、除虫菊酯(除虫菊)、茉莉花油(茉莉)、番红素(番红花),它们可以用做药物、杀虫剂、香料、色素等。以前,人们都是利用植物体来提取或合成这些有机化合物的。20世纪50年代,生物学家发现,植物细胞在液体培养基上的分裂速度,比在固体培养基上的要快得多。经过三十多年的努力,人们终于能够大规模培养植物细胞,并从中提取所需的物质了。
此外,组织培养在遗传、生理、生化、病理等方面的研究中也得到了广泛应用[8],[9]。
参考文献:
[1]周俊辉,周厚高,刘花全.植物组织培养中的内生细菌污染问题.广西植物,2003,23(1):41-47.
[2]林盛,马崇烈,胡东琼.组织培养中污染的控制.广西农业科学,1994,(2):87-88.
[3]柴向华,李军,等.植物组织培养污染控制的研究进展.http://.cn.
[4]熊丽,吴丽芳.观赏花卉的组织培养与大规模生产.北京:化学工业出版社,2003,80-81.
[5]宋锋惠,李康,史彦江.阿月浑子组织培养及快速繁殖技术研究.新疆农业科学,2002,39(6):343-345.
[6]肖玉兰.植物无糖组培快繁工厂化生产技术.昆明:云南科技出版社,2003,1-4.
[7]植物组织培养材料和方法2005-5-1220:08:04来源:生命经纬.
篇6
一、直接判断法
直接判断法是指在掌握生物知识的前提下,通过观察思考,直接从题目所给出的条件中作出判断,确定符合题意的选项。这种方法适用于考查基础知识的试题。
【例1】 2010年诺贝尔生理学或医学奖授予了罗伯物·爱德华兹,以表彰其在1978年对世界上第一个试管婴儿路易丝·布朗的诞生所作的贡献。“试管婴儿”又称体外受精联合胚胎移植技术(IVF)。下列有关“试管婴儿”的叙述中,不正确的是( )。
A.“试管婴儿”的核遗传物质来自其父母双方各一半
B.“试管婴儿”的产生遵循孟德尔的遗传规律
C.“试管婴儿”技术在生物上所依据的原理是组织培养
D.“试管婴儿”的主要目的是解决人类的某些不孕问题
解析:阅读题目,作出判断,直接选择。但是,为了更准确无误地作答,也可以用验证其他选项是否正确的方法。“试管婴儿”技术实际上是体外受精,即经过精、卵结合,属于有性生殖,而不是组织培养。“试管婴儿”的培育过程中有减数分裂和两性生殖细胞的结合,所以遵循孟德尔的遗传规律,其核遗传物质来自父母双方各一半。培育“试管婴儿”主要是为了解决人类的某些不孕问题。答案:C。
二、信息转化法
对某些选择题,由于情境比较陌生、内容比较生僻、试题呈现形式发生变化等,可通过将题中信息转化为比较熟悉的、便于理解的形式,从而变陌生为熟悉、化难为易,迅速求解。常用的信息转化法有图表与文字之间的转化、图与图之间的转化以及文字之间的转化等。
【例2】 甘肃某一山区由于开采露天小铁矿等活动,使自然生态系统完全被破坏,成为一片废墟,为尽快使该山区恢复到原有自然生态系统状态,应采取的最好措施是在这片废墟上( )。
A.回填土壤,引进多种外来物种,重建新的生态系统
B.撤出人类全部活动,实行全面封闭,等待自然恢复
C.回填土壤,栽培当地经济农作物,发展农业生产
D.回填土壤,栽种多种当地原有的植物,发展农业生产
解析:正确解答本题首先应明确题干中提供的信息:①原有的自然生态系统完全被破坏;②尽快恢复原状的最佳措施是回填土壤,为栽种植物提供生存条件。然后再根据选项,结合生态工程的物种多样性和协调与平衡原理作答。 回填土壤是为栽种植物提供生存条件,栽种多种植物是遵循了物种多样性的原理,栽种当地原有植物是遵循了协调与平衡的原理,实行封山育林,是为了避免人类活动的干扰。答案:D。
三、逆向思维法
逆向思维法是指跳出常规思维模式,以另类角度从不同侧面思考问题,从而找到解决问题的策略。逆向思维法类似于数学中的“反证法”,适用于按照正常的思维方式解答行不通或很复杂的试题。
【例3】 用糊粉层红色的玉米(prpr)作母本,糊粉层紫色的玉米(PrPr)作父本进行人工授粉,母本穗上所结籽粒应完全为紫色籽粒(Prpr),但在对多个杂种F1果穗上的647102粒籽粒的观察中发现了7粒淡红色籽粒,导致这种遗传性状表现的最大可能性是( )。
A.父本花粉中混有母本花粉Pr
B.个别父本花粉的Pr基因突变为pr
C.个别母本卵细胞的pr基因突变为Pr
D.不同环境条件下的Prpr的表现型不同
解析:杂种F1果穗上的647102粒籽粒中发现的7粒淡红色籽粒应为prpr,据推测只能是父本花粉的Pr突变成了pr。答案:B。
四、分析推理法
所谓分析推理法,就是根据题目给定的一些已知条件,再灵活地运用生物学相关的概念、原理和规律,认真分析,仔细研究,找出与答案相关的一些要素,再有效地利用这些要素进行推导与判断,得出正确的答案。
【例4】 下列有关胚胎工程的叙述,错误的是( )。
A.体外受精是指获能的和成熟的卵子在相应溶液中受精
B.受精卵发育到原肠胚阶段才能进行胚胎移植
C.早期胚胎培养与动物细胞培养的培养液通常都常加入血清
D.试管婴儿技术主要包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术
解析:体外受精是指获能的与成熟的卵子在获能溶液或专用的受精溶液中完成受精的过程,A项正确;胚胎移植应在早期胚胎培养至囊胚期进行,B项错误;早期胚胎培养液中含有一些无机盐和有机盐类,含维生素、氨基酸、核苷酸等营养成分以及激素、血清等物质,动物细胞培养液的成分为糖类、氨基酸、促生长因子、无机盐、微量元素、血清等,故C项正确;试管婴儿技术与试管动物技术类似,包括体外受精、早期胚胎培养和胚胎移植技术等,D项正确。答案:B。
五、筛选淘汰法
所谓筛选淘汰法,就是根据题目已知的一些条件和设置的一些问题,对每一个选项认真分析研究,对每一个选项再逐一筛选,把不合题意的选项淘汰掉,留下来的选项即为正确答案。此外,还可利用选项之间的差别来进行筛选,即对比题目提供的类似选项或意向相反的选项作出判断。这种方法常常用于解答概念、原理类选择题,也常用于解答组合型选择题及信息题等。
【例5】 现有一长度为1000碱基对(bp)的DNA分子,用限制性核酸内切酶Eco RI酶切后得到的DNA分子仍是1000 bp,用Kpn I单独酶切得到400bp和600bp两种长度的DNA分子,用EcoR I、Kpn I同时酶切后得到200 bp和600 bp两种长度的DNA分子。该DNA分子的酶切图谱正确的是( )。
解析:该题可以采用筛选淘汰法。若为A项,用Kpn I酶切后得到的200bp和600bp的片段;若为B项,用EcoR I酶切后得到的是200bp和800bp的两种DN段;若为C项,用EcoR I酶切后得到的是200bp和800bp的两种DN段。这样A、B、C淘汰,答案为D项。答案:D。
六、对比分析法
对比分析法是通过比较选项所涉及的生物学相似、相近、易混的概念、原理、方法、结构和功能等,以达到摒弃似是而非的选项,从而作出正确判断的方法。这类方法适用于选项相近或类似的选择题。此外,当排除两个选项后,在剩下的两个选项中犹豫不决,不知道究竟选哪个时,也常常采用这类方法。
【例6】 一只雌鼠的一条染色体上某基因发生突变,使野生型变为突变型。该雌鼠与野生型雄鼠杂交,F1的雌、雄鼠中均既有野生型,又有突变型。假如仅通过一次杂交实验就能鉴别突变基因是在常染色体上还是X染色体上,F1的杂交组合最好选择( )。
A.野生型(雌)×突变型(雄)
B.野生型(雄)×突变型(雌)
C.野生型(雌)×野生型(雄)
D.突变型(雌)×突变型(雄)
解析:从题干中“雌鼠的一条染色体上某基因发生突变,使野生型变为突变型”得出此突变为显性突变,即野生型为隐性性状。用隐性性状的雌鼠与显性性状的雄鼠杂交时,若后代雌鼠全为显性性状,雄鼠全为隐性性状,则该突变基因位于X染色体上;若后代雌、雄鼠中都有显性性状,则该突变基因位于常染色体上。答案:A。
七、逐一排除法
逐一排除法,是指从排除谬误选项入手,逐步缩小范围,去伪存真,最后确定正确答案的解题方法。逐一排除法的具体操作有:(1)排除知识、表述、逻辑错误的选项,选项本身错误或包含部分错误的要排除(注意:逆向选择题除外),描述有逻辑错误的选项也要排除。(2)排除无关选项,选项的叙述本身是正确的,但是与题干无关,应排除。这种方法适用于解决一些较难的、不能凭借掌握的知识就选出答案的试题。
【例7】 下列与细胞工程有关的叙述中,正确的是( )。
A.愈伤组织的生长是以减数分裂的方式进行的
B.两个同种动物的细胞融合后,经细胞培养可培育出新品种
C.同种植物细胞可通过植物体细胞杂交技术培育出新品种
篇7
一、教学内容改革
1.上好绪论课,激发学生的学习兴趣
绪论课是高校每一门课程教学时教师面对学生的第一次课,上好绪论课具有非常重要的意义。绪论是教材的发端之言,是总揽教材的纲领,是教材的先导与灵魂。绪论课是学生学习的一个指南,是建立新课程整体观念的起步。是培养新课程良好兴趣的重要环节[3]。绪论课内容丰富,但教学时数有限,所以在讲授酶工程绪论时一定要注意。第一,要在教学中让学生明确知道酶工程这门课程的内涵、特点。第二,必须要让学生了解学习该门课程的意义。要结合生动的例子介绍酶工程在生物技术领域中的重要地位,酶工程发展历史、现状和发展方向,在经济发展中的地位,主要产品、研究热点与难点等,激发学生的学习兴趣。第三,要让学生了解该门课是如何实施教学的。让学生从总体上了解教师如何“教”,自己应该如何“学”。
2.结合生产实际,突出课程教学重点,避免重复
教学内容是人才培养的主要落脚点,是教学改革的关键,21世纪人才的知识结构需要既具有系统性又具有开拓性,既具有扎实的理论基础又具有一定的实践技能。因此,教学内容的选择就必须兼顾系统性、基础性、科学性、实用性和先进性。酶工程可划分为三部分内容:酶学基础知识、酶工程及酶的应用。酶工程部分的内容包括酶的发酵生产、酶的提取与分离纯化、酶的分子修饰、酶、细胞、原生质体固定化、酶的非水相催化、定向进化和酶反应器等。酶的基础部分在生物化学中有详细的讲解,本课程只做一些回顾。所以在课程内容安排上酶工程和应用为教学主线。在讲课时注重强调各学科的知识与教学的主线的联系,另外,在课程讲解中引入应用实例,通过设疑、引导学生思维并概括其原理,不仅可以提高学生的学习兴趣,还能增强学生对知识点的理解。课程将酶的应用放在最后一章,能进一步让学生认识酶对现代社会生活的影响。
在学习酶工程之前,学生已完成了基础课、专业基础课和部分专业课的学习,系统学习了很多与本课程相关的知识,如微生物学、生物化学、细胞工程、基因工程等。我们在组织教学内容时,对学生已掌握和了解的内容不再重复讲授,如酶的基础知识、酶的生物合成的调节等已详细讲解过,本课程只要复习相关的章节,避免不必要的重复。
3.更新教学内容与学科发展接轨
在酶工程课堂教学中,教师应注重以教材为主,并参阅其他相关的书籍和国内外专业期刊,对教学内容加以补充扩展,同时适当向学生介绍本学科国内外最新的科研成果及新理论、新技术和新方法,使教学内容更加丰富,加大课堂的信息量,同时可以扩大学生的知识面。比如在讲产酶微生物发酵条件研究的时候,可以介绍试验设计的原理和方法、响应面分析及其应用,使学生掌握酶发酵时如何确定最佳培养基和培养条件。另外在讲酶的应用时,要介绍酶在医药和工业中最新的研究进展,这样不仅能吸引学生的注意力,提高学生的学习兴趣,还使学生对酶工程的最新发展有所了解,为学生今后在酶工程及相关领域进一步探索和研究起到一个指引方向的作用。
二、改革课堂教学模式
1.采用交互式教学策略
“交互式教学”是一种教学探索,与传统的教学方法相比,这种教学方法体现以学生为主体的教学思想,提倡真正的人才素质培养[4]。在酶工程教学中,我们探讨了“预习、提问、讨论和小结”4个策略的综合运用。以微生物发酵产酶知识模块为例。首先是预测,主要是让学生通过预习预测所讲内容,比如在微生物发酵产酶课堂教学之前,给学生布置预习提纲,并指定产酶微生物选育的参考书和相关网站,要求学生在业余时间预习微生物发酵生产的相关内容,并预测教师课堂讲授内容,通过这一策略可以增强学生的阅读理解能力和自学能力;然后是提问,当教师在课堂上讲授知识点之后,由学生根据预习中遇到的问题或课堂讲授中遇到的疑问向教师提出问题,或者是教师根据学生的问题,结合教材的知识点提出设问,比如如何筛选出所需的产酶微生物?学生从教师的提示中去寻找解决问题的办法,通过这一策略可以培养学生分析问题和解决问题的能力;接着是澄清,澄清是师生进行交互活动的具体表现,也是课堂教学的核心,教师有针对性地对典型问题进行讲解,并和学生进行探讨,以解决学生的疑惑,通过这一策略可以培养学生创造性的思维能力;最后是小结,在课堂教学即将结束时,由教师总结授课内容的重点和难点,巩固学生所学知识,通过这一策略可以培养学生的复习能力和总结归纳能力。综上所述,在酶工程教学中,我们通过预测、提问、澄清和小结4个策略的综合运用,来达到提高学生综合素质的目的。
2.应用多媒体教学,优化教学模式
多媒体技术的应用,给教学注入了新的活力,打破了传统的一支粉笔、一张嘴、从头讲到尾的教学模式,实现了文字、图像和声音的同步输出,提高了教学效率,增强了教学效果。为此,我们充分利用网络资源,制作酶工程课程的多媒体课件,在课件中体现重点和难点,利用不同颜色和特殊标记突出重点文字。对教学中的难点内容通过图表、动画等形式进行分解,使抽象的内容具体化、生动化、直观化,加深理解,便于记忆。如在讲酶的分离纯化时,我们通过多媒体课件向学生展示凝胶过滤、亲和层析等动态全过程,在讲到酶传感器、酶反应器时,通过多媒体课件既向学生展示了相关设备的实物图片和结构图,又以相对直观的形式讲授其流程、原理和操作技术,收到良好的教学效果。当然,采用多媒体教学并不表示在教学过程中教师完全没有板书,在讲到重点难点的时候,适当的板书会增强教学效果。在教学过程中坚持教师的主导作用,充分合理利用多媒体课件这个辅助手段,适当适时地运用科学的教育手段去教书育人。
三、采用多元考核方式,从多方面考察学生运用知识的能力
课程考核是教学过程中的一个重要环节,它既是对学生学习效果的一种检验,也是对教师教学效果的一种衡量。因此,在课程考核中,我们不仅注重考核学生对知识要点的掌握程度,更注重考核学生的分析解决问题能力和创新能力。采用灵活多样的考核方式,对学生的综合素质进行考查,建立了以基本知识、基本技能、基本操作为基础,以综合运用能力为重点,以学习态度为参照的综合考评体系。我们将酶工程课程的成绩考核分为3个部分:期末笔试50分,课程论文和PPT30分,平时成绩20分。期末考试旨在考察学生对基本知识、基本概念的掌握,课程论文部分重在培养学生的综合能力,如文献查询能力和专业英语能力。在学期初,给出酶工程领域的研究热点,让学生分组进行查阅资料,并结合相关背景知识写出课程论文,做成PPT,每组派代表汇报。
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发酵工程课程作为高等院校生物工程专业的核心课程,一直倍受各相关高校的关注和重视。由于发酵工程课程内容属于偏应用型的知识,各高校主要以课程理论教学和实验教学为主,大都缺乏理论联系实际,造成了教学过程中的诸多问题,大体表现在以下几个方面。
(1)理论教学方面
教学方法基本上还是传统的讲授式教学,基本采用以教师为中心的灌输式和以单纯传授知识为主的教学方法。这种以教师为主体的教学,学生处于被动接受地位。一堂课下来教师很辛苦,学生也昏昏欲睡,教学效果不好。学生学习缺乏兴趣,在学习中没有积极性和主动性。
由于学科的知识、技术不断得到完善和丰富,使得课堂上需要讲授的内容不断增多,随着教学改革的不断深入,专业课的学时又不断被压缩,使教学时间不足问题日益突出。发酵工程类的专业课教学要求教师需要有渊博的知识,也应具有一定的生产应用和科研经历,这样就能深入浅出地联系生活的实际问题讲解专业课程相关知识,而目前高校教师大都缺乏生产应用经历,繁杂的纯理论教学内容难以引起学生的兴趣。
(2)实验教学方面
在实验教学过程中,由于受到课时、实验设备等条件的限制,开设的课程多为独立的验证性实验,教学过程中以教师为主体,学生在模仿照搬的基础上完成实验。这种教学模式极大地束缚了学生的思维,限制了学生的视野,不利于学生创新意识和动手能力的培养,实验教学缺乏知识深化与升华的过程。
(3)理论联系实际方面
学生对生物发酵技术在生产实际中的应用方面了解少,不能把握生物发酵技术的发展前景,认识不到发酵工程在生物产业领域所处的重要地位,由于忙于繁杂理论课程的学习,很少去工厂参观和实习的机会,所学知识很难得到相应的实践应用。
基于以上存在的种种问题,为了激发学生浓厚的学习兴趣,充分调动学生的学习积极性,提升学生发现问题和分析问题的能力,从而使学生的表达能力、组织协调能力和处理生产实际的综合能力得到提升,发酵工程的课程教学应该采取一些改进措施。
1)创新教学内容
创新教学内容不仅能提高教学效果,激励教师自觉加快自身知识更新,提高教学水平,还有助于激发学生的学习兴趣和学习热情,拓展学生的知识视野等。在课程的教学前,要设计好教学环节,同时讲授中应尽量避免单纯罗列标题和枯燥无味的叙述,在内容的组织上多下功夫,同时也应尽可能把复杂的问题通俗化,以便于学生理解与掌握。讲解理论知识时,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,理论与生产实际密切结合,理论与学科前沿相结合,使学生能够较好地将理论知识和实际应用相结合,使学生能够深入的掌握理论知识。
(1)课前参观工厂-建立直观认识
直观认识往往不能真实地反映事物的本质特征,但可以作为理性概括的基础。在发酵工程课程开课之前,先带领学生到工厂进行参观,使学生了解发酵车间的控制操作,初步了解发酵工艺的基本流程和设备等,使学生对发酵工程课程有个直观的认识。此时学生头脑中会产生很多的问题,将这些问题带到课堂的理论学习中时,就会有一种渴求知识的愿望,有利于激发学生的学习积极性。
(2)采用“走出去和请进来”教学模式
单元操作控制是发酵工程在生产应用中的关键因素,相关企业生产一线技术人员拥有丰富的实践经验。为此,可以采用将课堂设在发酵生产车间的走出去教学方式,针对发酵控制过程中的关键控制点进行逐一实地学习,带领学生到包括葡萄酒、水果酒、果醋和啤酒等发酵生产车间实地参观,由教师和工厂技术人员现场讲授发酵工艺与控制技术。聘请经验丰富的发酵工程师作为特聘教师,进入学校课堂进行发酵控制关键技术的授课,使讲授内容更加生动和贴近生产实际。通过这种教学方式实现高校和企业的优势互补[2]。
(3)树立学生的实验主体地位
为了让学生更好地掌握发酵工程的理论知识,提高其解决产业化关键问题的能力,使学生在掌握发酵工程基本理论知识的基础上,学到更多的实践知识,提高其动手能力,调动学生的积极性、主动性和创造性,就要创新学生实验操作。在学生学习了一定的理论知识后,要在此基础上加深理解,就要选择关键性的验证实验作为实践教学的手段。如可为学生提供菌种,让其进行菌种扩大培养的实验,在发酵工艺控制中进行全自动发酵罐培养和操作,学生可直观认识各个参数的控制情况,从而将理论知识和实践教学有机结合。也可将实验中原来由教师提前准备好的有些步骤,例如材料的预处理、培养基的制备、菌种的活化和扩大培养等,让学生来完成,使学生接触更多的仪器设备,获得更多的实验技能。使学生成为实验的主体,学生根据预习情况和教师示教,在头脑中形成完整的实验架构,包括目的、原理、材料、方法以及步骤,通过操作来完成自己的设计并达到预期实验目的。
减少验证性实验数量,适当增加设计性和创新型实验。通过精心选择少量基本技能训练的实验内容,便于学生掌握。加大综合性实验和创造性实验的比重,实验之前让学生自己收集相关涉及题目的资料,再组织学生进行试验设计方案的评比,进行实验方案的论证比赛,再根据设计的方案进行创新实验。在过程中强调问题 分析与结果讨论的重要性,培养学生分析问题和解决问题的能力。学生在撰写实验报告时按照正规毕业论文的格式,培养学生专业论文的写作能力。
2)创新教学方法和手段
(1)应用“启发、讨论和非指导性”的教学方法
采用“启发式”和“讨论式”的教学模式,以及教学互动和相互转换的“自主教学”模式,使课堂从传统的单向传授转变为双向活动过程。首先讲重点、难点,难懂的问题讲深讲透,易懂的内容则指出关键,留下问题。其次要善于提出问题,让学生多思考,多反问,使学生在积极思考中接受知识。对于内容相近的只讲授其中一部分,其它部分引导学生自己学习。给学生多指定参考书和相关参考文献,鼓励学生课下自主学习,培养学生自主学习的能力[3-4]。
采用课堂讨论的方式教学,课堂讨论主要强调的是学生的自学,学生间的讨论以及教师的指导三方面的作用。针对学生在听课和学习过程中可能遇到的问题或萌生的一些新见解安排3-5次课堂讨论。将课程中较简单的章节安排学生准备,由学生自己讲解、提问和讨论,以此培养学生的综合能力。
采用非明示性和间接性的“非指导性”语言,提升指导的艺术性而促进学习,帮助学生达到更大程度的个人的统合、有效性和现实的自我鉴定。教学过程中创造一种学习环境,以利于激发、考核和评价种种新出现的知觉的过程,帮助学生理解他们自己的需要和价值,以便能有效地指导他们自己的学习决策[5-6]。
(2)采用现代化教学手段
随着科技的发展,现代化的多媒体教学在我国高校得到迅速发展和应用。教师可在有限的时间内,借助结合文字、图像、动画及声音等多媒体向学生传递丰富的教学信息,使得教学生动活泼。现代化教学手段可实现校内课程的网络教学,在校园网上构建网络教学平台,学生可以随时随地进行学习,摆脱传统的面授教育,突破时间和空间的限制,提升教学的灵活性。将发酵工程的生产工艺过程的视频穿插于课堂多媒体教学中,使整个工艺过程变得形象直观,加深学生对知识的理解,提高教学效果[6]。
(3)结合生产实际教学
将理论教学与生产实际密切结合,在教学上进行发酵过程基本原理与单元操作讲授强化的同时,结合前沿的科研动态,精选案例进行分析。例如教学中可将发酵工程设备部分,包括原料制备、发酵罐、通风设备和发酵控制设备等单独进行讲解;以典型的发酵工艺流程为主线,将发酵工程中各研究对象共性的规律提炼出来,按照发酵工艺过程的主线来教学,采用基本理论和典型工艺讲授相结合,典型到一般再到应用,使各个章节相互紧密衔接,使学生更清楚、更完整地掌握发酵工艺的全过程。使学生在掌握生物学基本原理的基础上能对发酵过程中的工程问题进行全面的认识。
3)密切理论联系实践
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关键词: 高职院校 生物制药专业 实训技能教学
生物制药产业是二十一世纪最活跃、发展最迅速的产业之一,社会对生物技术制药人才的需求日益剧增。与国外相比,我国生物制药产业仍处于初级阶段,一方面,生物医药产业发展迅速,市场缺口大,高素质人才匮乏,因此国内很多高校为了迎合这一市场需求,增设了生物制药专业。另一方面,我国生物制药产业发展不完善,就业岗位有限,对口的工种设置也不健全,这就更增加了高职院校生物制药技术专业学生的就业难度[1]。为了解决这一问题,高职教育既要有“超前意识”,满足市场需求趋势,培养面向第一线的高素质现代生物制药产业工人,又要拓展生物制药技术的“内涵”,增强毕业生的就业能力与行业内转岗能力。
生物制药专业是一个跨学科的综合性专业,培养掌握生物技术和药学基本原理,具备生化制药、发酵工程制药和基因工程制药理论和技术的专业人才。另外,与本科教育不同,高等职业教育培养的是“高素质的技能型人才”,其立足点是培养技能型人才,技能是高职人才的核心竞争力[2]。因此,实践教学是高职生物制药专业的重要组成部分,对培养学生的自主学习能力、实践能力、协作精神、创造能力和创新意识有着不可替代的作用。江苏畜牧兽医职业技术学院在国内首先成立动物药学系,在2006年增设生物制药专业,并与江苏倍康药业联合建立教育部生物制药实训基地。本文结合我院生物制药实训技能教学情况,以高职教育培养技能型人才为根本依据,以提高高职院校毕业生就业能力为出发点,探讨如何开展和提高高职院校生物制药专业实训技能教学。
1.专业实训室的建设
经过几年的建设和发展,生物制药实验室已经具备了一定的规模,拥有较好的场地条件和实验设备,基本能满足实验教学要求,但是仍然存在功能紊乱、分工不明确等问题,特别是由于生物制药技术的迅猛发展,其已不能够适应市场形势的需求。广义的生物技术涵盖上游技术和下游技术,包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和分离工程等,结合生物制药技术相关行业能力和市场需求,以提高毕业生专业技能为根本目标,我院成立了五大专业实训室,分别是:①基因操作技术实训室,主要功能是满足核酸提取、基因扩增及电泳、基因重组及表达等基本技能的训练与考核;②组织细胞培养技术实训室,基本功能是满足细胞培养器皿清洗与消毒灭菌、培养基配制、组织细胞原代培养及细胞传代培养、细胞大量培养、细胞模型与药物筛选等技能的训练与考核;③微生物发酵工艺实训室,重点开展菌种保藏与复苏技术、发酵工艺技术等技能的训练与考核;④生物制药下游工艺技术实训室,主要完成预处理及固液分离技术实训、膜分离技术实训、萃取与浓缩技术实训、层析技术实训、结晶与干燥技术实训;⑤生物药物质量检测技术实训室,主要负责生物药物的鉴别、生物药物的检查、生物药物的效价(含量)测定等基本技能的训练与考核。我院建立了以上各专业实训室,添加了先进的设备,并配以足够台套数,充分满足了学生专业实训的要求,并实行严格的规章管理的制度,大型精密仪器由专人负责管理,保证仪器设备正常运转。完善的实训室硬件建设,为培养高素质技能型人才奠定了物质基础。
2.实训教学内容的优化
高职教育的实训教学通常分为三种形式,第一种是贯穿于各学期各门课程中的实验教学,主要包括专业基础课实验教学,如基础化学、生物化学等,以及专业课的综合实验教学,如发酵工程、生物制药工艺学、药品生物检定等课程的实验教学;第二种是各重点专业课程的教学实习,主要是将该课程中涉及的重要技能进行有机整合,以项目的形式进行教学和训练;第三种是以毕业生实习的形式开展,学生自己联系实习单位,自行完成毕业论文设计以及论文内容的撰写,最后以毕业论文答辩的形式进行考核。
我院结合以往实训教学的经验,贯彻和落实项目教学改革的精神,以提高高职生物制药学生专业实训技能为依据,对实训教学的部分内容和形式进行改革和尝试,取消原有重点课程的教学实习,代之以专业技能训练。专业技能训练包括三大部分,分三学期完成。第一部分是基本技能训练,在大二上学期进行,主要对基础化学、分析化学、生物化学、实验动物学等基础课程中的重点实验内容进行整合,以几个项目的形式进行集中实训和考核;第二部分是专业技能训练,在大二下学期开展,主要对微生物与免疫学、细胞生物学、药品生物检定、生物制药工艺学等专业课中的重要内容进行重组,同样以项目的形式进行训练和考核;第三部分是综合技能训练,在大三上学期完成,主要针对生物制药涉及的综合性大实验,包括基因工程、发酵工程、细胞工程和分离工程等综合性专业课程,进行集中教学、训练和考核。值得注意的是:教学内容的拟定不是将各门课程的实验进行简单的拼凑,而是将各门课程的内容进行有机的整合,以一个或几个大项目的形式呈现。例如设计一个大项目为重组蛋白的制备,它包括重组基因的克隆、重组载体的构建、重组菌的获得、重组菌的发酵培养、重组蛋白的分离纯化和鉴定等一系列连续的过程,这样设计不但囊括生物制药的上游技术和下游技术的几乎所有重要技能,而且有利于学生对项目过程整体的把握和学习,激发学生的学习兴趣,提高学习效果。
3.实训教学方法的改进
传统的实验教学方法基本上都是教师先在黑板上把实验内容讲一遍,强调学生在实验过程中的注意事项,然后让学生做实验。这种做法虽然在某种程度上可以提高教学效率,但是学生始终处于被动地位,机械模仿、重复操作,获得的教学效果往往不尽人意[3]。为了提高实验效果,在教学方式上要给予学生更多的自主性,教师只重点讲解设计思路,不演示具体的方法和操作步骤,主要任务是负责实验方案的审查和解答学生疑问;在实验过程中给予一些必要的启发和引导,教师尊重学生的想法,鼓励创新性思路,鼓励学生对现有的实验内容、步骤提出建设性的建议,并根据自己设计的实验步骤进行验证,为培养学生具备创新能力打下坚实的基础。
为了更大地激发学生的学习兴趣,我们可以将教师的科研和学生的实训相结合,让学生参与教师的科研项目,将指导教师目前进行的或已经成熟的科研课题作为实训项目[4]。把教师的课题分解成若干小项目,再安排学生分组进行实验,让学生从头至尾参与整个课题过程,以及课题成果的申报和转化等,这样不但可以培养学生的发现问题、分析问题、解决问题的能力,增加学生在实验过程中的积极性和趣味性,而且通过学生实验的尝试,科研课题可得到一定的初试,为教师课题的后继工作打下基础,达到双赢的目的。
4.实验师资力量的提升
实验教师队伍是提高实训教学质量和科研水平,培养高素质人才的关键,师资质量的好坏直接影响到教学质量的高低。为充分调动实验教师的工作积极性、自觉性和创造性,有效提高实训教学质量,首先,高职院校要做好宣传工作,让实验教师在思想上重视实验教学工作、热爱实验教学工作,从而全身心地投入到实验工作中。其次,生物制药专业是一门日新月异的学科,涉及内容多,知识更新快,新技术、新工艺层出不穷,要上好这门课程,教师就要有合理的知识结构,平时多学习、多积累;高职院校也可以安排年轻教师到相关企业挂职锻炼,并建立相应的考核机制,以提高自身业务素质,使教学内容不局限于书本上教条的内容,而是更加贴近生产实践。再次,由于高职院校重点培养的是技能型人才,毕业生毕业后要能到相应工作岗位顶岗,因此,高职院校可以多聘请一些校外的、企业内的高级技术人员参与教学,尤其是实训教学,这样不但上课内容生动活泼,有利于提高学生的学习兴趣,而且由于上课内容直接来自于生产生活,更有利于提高学生的专业技能素养,提升毕业生就业市场竞争力。最后,高职院校应加强相应的制度建设,量化实验教学的工作考评:实验教师竞聘上岗,奖惩分明,优胜劣汰;鼓励教师承担实验教学改革项目和撰写教改论文,并与教师的职称晋升挂钩;加强对指导教师的监督,成立由分管领导、教研室主任组成的教学指导小组;不定期检查指导教师的工作,督促教师做好本职工作。
5.实训教学考核方法的制定
实训室硬件设施得以改善,软件力量得以提升后,急需一套合理的实训考核制度对教师教学效果、学生学习成果进行严格的考核,因此,建立综合性实验考核制度十分必要。
对学生实训的考核,教师应本着以下几点开展:首先,以高职教育培养技能型人才为指导思想,重点加强对学生专业技能的考核,加大操作题的比例,考核过程中穿插教师的提问,评估学生的综合专业素质;其次,考核内容中要适当添加相关专业理论的考查,高职教育培养的不仅仅是简单的操作工,学生要胜任将来的工作岗位,必须具备比较全面理论知识,这样才能举一反三,工作中遇到问题时才能正确分析,并找到合适的解决办法,真正成为一个技能型人才;最后,充分运用考核的双重性,一方面检查学生对实训技能的掌握情况,促进学生对实训的深度理解,另一方面借助考核反馈的信息,发现教学中可能存在的教学问题,提出解决方案,提升实训教学质量。
以专业技能训练考核为例,在训练的最后一天进行考核,上午对学生进行逐一考核,考核内容分为两部分,一部分为理论题,另一部分为操作题,各占总分的50%,考核内容每位学生不一,由学生随机抽取,当场考核,当场打分;下午为抽考,抽考比例为学生总数的20%,考试内容和方式同上。最后对考核的成绩进行评议和分析,针对存在的问题,重点解决,从而在以后的实训教学中加以改进,提高教学质量。
通过近年来生物制药实训教学的改革,学生学习的主观能动性得到了充分的发挥,实践教学质量也有了明显的提高。但是,生物制药技术发展迅猛,对生物制药专业实训室的建设、教学内容和方法的改进,以及师资力量的提升等提出了更高要求,高职院校要进一步提高生物制药专业毕业生的综合素质,这需要我们不断地实践和探索。
参考文献:
[1]欧志敏,王鸿,杨根生.生物制药专业产学研相结合培养创新性人才的培养模式研究与实践[J].化工高等教育,2008,3:62-64.
[2]秦钢.高职生物制药技术专业核心技能与课程体系设置[J].考试周刊,2007,35:13-14.
篇10
一、宁夏试卷(2010年起为课标全国卷)特点分析
1.试卷结构
理综高考试卷分为必考卷和选考卷两部分。必考卷生物部分由第I卷的选择题和第Ⅱ卷的非选择题组成,其中第1~6题为生物选择题,每题6分,共30分,第29~32题为生物非选择题(2009年起均为4道题),共39分。选考卷由非选择题组成,其中第37题为生物选修一内容,共15分,第38题为生物选修三部分内容,也是15分。理综卷生物部分共有12题,分值共90分,基本与国家规定的生物学科所占学分比相当。
2.试卷难度和内容比例
《考试说明》确定试卷难度在0.60~0.65之间,必考内容约占 84%,选考内容约占16%。基础题占70%~80%左右,主要考查学生对生物基础知识的掌握情况。
3.考点分析
2008~2012年宁夏(课标全国卷)
高考生物试卷考点及题量分析表
4.试卷的主要特点
(1)主干知识年年考,非主干知识轮流考。考点基本不变,保持了命题指导思想的连贯性;不同重点在各年份所占分值又有差异,使得试题在连贯性中又带有变化,显示新意。突出主干知识是公平、有效的基本措施和手段,可以保证中学正常的教学过程和秩序。
所谓主干知识,一是在教材中篇幅比较大的,二是教师讲课用时比较多的,三是近三年高考在这儿出题比较多,而且分值还比较高。具体来说,细胞代谢(5年平均分14.2)、遗传规律的应用(5年平均分9.8)、动物生命活动调节(5年平均分13.8)、种群和群落(最近3年平均分11.3)、细胞的分化与衰老、内环境与稳态、生态系统、细胞工程、胚胎工程等都是主干知识。2012年与2011年相比,加大了生命活动调节相关内容的考查,对细胞代谢部分的考查力度淡化了一些。对细胞代谢、生命活动调节的考查,近三年出现了规律性的“大小年”现象。
非主干知识适当、轮流考查。如细胞的分子组成、逆转录、酶等。2008年利用细胞膜具有半透膜性质进行蛋白质盐析与分离、利用实验检测某基因中是否含有内含子,2011年红细胞的渗透吸水,2008、2012年的内环境与稳态,2009、2012年的动物的激素调节,2012年对蛋白质的组成、结构、转录、翻译过程等内容进行了考查。
必修模块出必考题,选修模块出选考题。但必考内容出题不受必修模块之间的局限,三个模块的知识可以融会贯通;选考模块的试题可以涉及必考内容,但两个选考模块的内容之间不横向联系。生物技术实践、现代生物科技专题两个选修模块基本上是轮流考查,即在不同年份考查不同的知识点,尽量避免重复考查。选修题中,出现了对相关必修知识的考查,但所占比重很小。
(2)图文呼应,强化获取与处理信息能力和思维能力的考查。试题通过文字、表格、示意图和曲线图等多种形式呈现问题情境,图文增多、题量加大。几乎每年的生物卷都有5个图表,这些图表蕴涵了大量的信息,能有效地考查学生对信息的提取、选择、处理、转换以及运用这些信息结合所学知识解决相关生物学问题的能力。2012年第5题考查生长素的产生部位及运输情况,着重考查学生的识图能力。第29题以种子萌发为载体,考查了植物细胞呼吸速率的测定、多糖的水解、有机物之间的相互转化等。如,玉米种子由种皮、胚和胚乳组成,在萌发过程中胚发育成幼苗,子叶从胚乳中吸收营养物质,一部分转化为幼苗的组成物质,一部分用于呼吸作用,为生命活动提供能量。因此,呼吸作用所消耗的有机物量=胚乳减少的重量-转化成幼苗的组成物质量。
(3)强调生物学科学素养的提高,注重实验与探究能力的考查。充分利用高考的导向作用,积极引导教师深入开展生物实验教学。一是以教材实验内容为命题材料,根据实验目的和原理,对实验试剂、材料的选择,对变量的确定、实验结果的预期,以及对实验方法和实验程序的考查。重点考查学生的实验操作能力、观察能力、分析和推理能力。如2010、2011年连续考查“观察DNA、RNA在细胞中的分布”、“观察植物细胞的质壁分离和复原”、“观察细胞的有丝分裂”。 2009、2011年对“检测生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质”的考查。二是以生物技术的实验内容为背景,重点考查学生相关基础知识、 基本技能,运用所学知识在新的情境下解决实验问题的能力。2012年没有出现对教材实验的考查,而是通过第32题对有关问题进行探究,其基于生态学部分的基础知识,考查学生对种群、群落基本概念的理解,同时引入了模拟实验,以“鹿角效应”为探究点,对实验分析能力、探究能力和知识的理解层次有了更深层次的要求,有一定的难度。第39题以植物组织培养技术的实验内容为题材,考查了中学生物实验的基础知识,要求通过表格、数据区分自变量和因变量。问题涉及必修一和必修三的一些知识,再加上以实验分析的形式考查中学生物实验的基础知识,综合性强,并不局限于选修一。三是突出探究过程,以题目给出的材料为基础,根据限定条件和实验方案,预测实验结果,得出实验结论,并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。如2012年第5题关注探究过程中处理方法的差异,第30题中植物生长素的两重性曲线为一钟形曲线,在顶点为生长素最适浓度,高于或低于最适浓度,生长素的促进生长效果都会降低。生长素的两重性是生长素复习中的一个要点,这个实验让学生感到意外,对于学生的综合分析能力要求很高。
(4)围绕核心概念,考查学生必备的生物学基础知识。新课程生物高考试题通过强调概念的内涵、外延、概念间的联系、实例和概念的正确表述等,突出生物学基本概念的考查。例如,2011年非选择题中通过填写关键词的形式考查了特异性和非特异性的概念内涵,种间关系概念的内涵与捕食、寄生等概念的关系;在现代生物技术专题的试题中,进一步集中考查了细胞呼吸、生态系统、群落、种群、营养级等基本概念和生态工程基本原理。2012年的选择题考查了原癌基因、抑癌基因的概念,以填空形式对反射弧的组成部分进行了考查,还考查了种群、群落等生态学概念。
(5)突出科学方法, 强调知识的综合运用。2012年在遗传问题的考查上,一改过去对基因频率、异常分离比等相关知识的考查角度,变为引导学生对遗传现象提出假说,进而根据所学知识进行推理、分析,并要求学生预测结果及作出相应的结论,突出科学方法,如假说演绎法、类比推理法等,大大提高了对学生综合素质的要求。第31题以常染色体上一对等位基因控制生物的性状位为出发点,结合基因突变,考查了遗传规律,难度较低。第32题通过模拟实验的设计,考查了“类比推理”的方法在生态学研究中的运用。2011年第32题要求综合杂交组合的实验结果,推测出涉及4对等位基因,考查了基因的分离定律和自由组合定律的相关知识,旨在考查学生的知识迁移和综合运用能力,难度较大。
二、备考策略
1.正确处理好《课程标准》《考试大纲》《考试说明》与教科书的关系
在高一、高二新课学习时,要以《课程标准》为依据进行教学。但在高三时,要以《考试大纲》《考试说明》为依据进行复习,因为《课程标准》中的一些内容或实验在考试大纲中未作要求。《考试大纲》对高考考试范围进行了具体规范,规定了考试目标、内容范围、能力要求和题型示例,内容表中有相应的考点,是高考命题的直接依据。《考试内容》不允许超出考试大纲内容表中的考点,但是允许在《考试大纲》的基础上进行适度的拓展,师生要熟读《考试大纲》。《考试说明》是在《考试大纲》的基础上对试卷结构和考试形式进行的说明,还提供了参考试(样)卷及参考答案。
2.认真研究教科书内容
人教版教科书使用区域和人数最广。由于近年来生物高考试题的题干材料,大多是取自课外,即所谓的新情景、新材料。因此,教科书常被许多学生甚至部分老师所忽视。其实,只要我们认真分析试题,就会认识到教科书是生物教学的根本。
(1)运用整体性原则多方位分析教材,从整体上领会教材的设计思路。在教学过程上突出学生的主体地位,渗透能力培养、加强实验教学、组织探究性学习、注重科学史的学习、贴近现实生活。如,在学习了稳态调节的内容之后,要强化形成稳态调节是神经——体液——免疫机制共同作用的系统性结论,但学生往往很难形成此结论。知道神经调节的基本方式是反射,但当学习体温调节以及水平衡调节时,虽然图解中涉及下丘脑渗透压感受器、下丘脑体温调节中枢等,但学生往往受到抗利尿激素、甲状腺激素等激素调节信息影响,而忽视了此调节过程中神经调节的同时存在,更难在这样的神经——体液调节系统中分析出反射弧的组成。这就要求学生关注学习任务的基本环节,分析知识结构,把握教学主线。如内环境稳态中纵横关系的三个层面、要素分析:神经、体液、免疫调节网络是机体维持稳态的主要调节机制的三大要素;层次分析:甲状腺激素分泌的分级调节——甲状腺激素分泌的过程——分级调节和反馈调节的具体途径;结构分析:构建甲状腺激素分泌的分级调节的网络图解。将上述三个层面的分析与学生的认知规律和考试规律相结合,与探究活动、教学训练的重点和难点相结合,教学目标的达成就会顺理成章。
(2)实实在在回归教科书,全面梳理基础知识。绝大多数高考试题是交叉知识点的再现,或者是改变说法,每个试题的解题依据仍然在教科书中能够找到。如2012年第2题,人教版教材必修一描述“与正常细胞相比癌细胞具有以下特征:在适宜条件下癌细胞能够无限增殖;癌细胞的形态结构发生显著变化;癌细胞的表面发生变化。”从教材可知A、B选项表述正确。较小字体部分“病毒致癌因子是指使细胞发生癌变的病毒。致癌病毒能够引起细胞发生癌变,主要是因为它们含有病毒癌基因以及与致癌有关的核酸序列。它们通过感染人的细胞后,将其基因组整合进入人的基因组中,从而诱发人的癌变,如Rous肉瘤病毒等。”说明C选项表述正确。可见较小字体部分内容仍然要积极关注。D选项“原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖”, 这是一种变形说法,与教科书中对原癌基因和抑癌基因的阐述相违背:“原癌基因主要负责调节细胞周期,控制细胞生长和分裂的进程;抑癌基因主要阻止细胞的不正常增值。”该选项混淆了二者的功能,故表述错误。
2012年第32题“关于‘鹿角效应’假说的探究”则与教材章末自我检测“鹰攻击的成功率随着鸽种群密度的增大而减小”密切相关。可见教材中的习题内容是知识的迁移点。
在2012年第40题中,限制酶切割DNA分子时产生的两种不同末端、两类DNA连接酶、运载体的种类、将大肠杆菌作为重组质粒受体细胞的转化方法等,教材中均有相关描述,依照教材可直接作答。
而运载体与目的基因的连接条件、反转录的具体过程及体外获得大量反转录产物的技术手段,教材中有两幅插图来说明相关问题。可见,对教材中插图的正确理解及分析是十分重要的。
3.加强知识体系的构建
教学中要引导学生弄清曲线图、坐标图、模式图、关系图、表格所蕴涵的生物学意义,以流程图、概念图等形式理清过程、构建基本知识的完整结构体系,突出重点内容和学科主干知识,把孤立的问题通过知识间的内在联系形成知识网络, 把知识点串成线、连成面,这样有利于理解、记忆、积累知识,有利于提取、应用知识,整体把握生命活动规律。例如,2012年第30题将抽象的文字转换为图解,创设了新情境,增加了对图像的识别,考查学生对基础知识的掌握和应用能力。其实,完成肺牵张反射的示意图(a)和突触结构图(b)中所蕴涵的信息是很丰富的。复习时可充分利用图中的信息,通过设置有一定梯度的系列问题,来构建有关“神经调节的结构基础及功能”的知识网络结构。
4.有效实施实验教学,不断提高学生的实验能力
实验中渗透着生物学基础知识、基本技能,通过实验可以考查学生的实验水平、观察能力、分析能力、理解能力、设计和完成实验的能力等。学校、教师要创造条件开设实验,更应充分重视探究性实验。要求学生熟记教科书中的实验课题、原理、方法、材料和用具等,并能科学分析和解释实验结果等。
5.加强训练,提高学生的综合能力
(1)思维转换能力。超量给题、限量选做体现了新课程内容的选择性,满足了不同层次考生的需要,有效地解决了选修内容的教学与统一考试的矛盾。同时给考生答题带来了思维转换和选择的难度,这就要求提高学生的思维转换能力。一定要加强真题(高考试题)训练,解题时要先易后难,各个击破。
(2)审题能力。审题时要特别注意关键词语的理解、隐含条件的挖掘、干扰因素的排除。教师要有意识地培养学生的审题能力,首先要让学生自己审题,然后进行必要的指导和点拨,并分析造成审题错误的原因。
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