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异数械武 第二百六十章 启程
    通过讨论、进展追踪等活动,提高收集资料、处理资料、撰写专题综述报告的能力。

    基因工程属于生物科技前沿的内容,这一专题的教学,首先要考虑基础性。高中阶段的教学不是培养专家,而是要全面提高学生的科学素养,因此,着力点应瞄准对学生的发展起根本作用的知识、能力、思想情感上。忽视了这一点,而一味追求知识的深和透,就会本末倒置,影响学生的全面发展。

    本专题教学的另一个重要原则就是要在学生原有的知识、经验基础上提升。违背了渐进性,易使学生认为“基因工程难学”而产生“危乎高哉”的想法,望而却步。紧密联系学生已有的经验、生活阅历,尽量紧密联系必修课中的基础知识,一步步引领学生登上这一科技前沿的舞台,学生们才会心驰神往地投入到学习中来。

    在学习本专题内容时,不能忽视知识与能力、情感态度与价值观的有机结合。情感态度与价值观是学习的动力,要利用国际上重大科技成果的素材,开阔学生的视野,增强他们奋发图强的紧迫感;利用国内重大科技成果的素材,培养他们自强不息的民族精神,从而唤起他们学习的积极性。

    二、  教学内容的结构和特点

    (一)教学内容的特点

    本专题的内容由题图、《科技探索之路》和四节内容构成。

    题图为学习者创设了一个意境。沃森和克里克对dna双螺旋结构的重大发现和随后的技术创新孕育了基因工程。在复制的dna双螺旋结构上展示的转基因工程菌、牛、羊、鱼、番茄、甜椒、牵牛等,代表了基因工程在三个重要方面的研究成果转基因微生物、转基因动物和转基因植物。在上述画面的基础上,点出基因工程的主题“基因工程是按照人们的愿望,进行严格的设计,通过体外dna重组和转基因技术,赋予生物以新的遗传特性,创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。”此题图不仅寓意深刻,且十分生动。

    《科技探索之路──基础理论和技术的发展催生了基因工程》是正文的前奏曲。没有基础理论的研究成果,没有技术方面的创新发明,基因工程不可能诞生,也不可能迅速崛起。其内容分两部分一部分介绍基础理论研究成果,一部分介绍在技术层面上发明的各种操作手段。编者精选这些最重要的成果,其目的是使学生从科技史实中,感悟创新是科学技术发展的不竭动力。

    专题1基因工程本专题参考学时为7课时,其中第一节《dna重组技术的基本工具》2课时;第二节《基因工程的基本操作程序》2课时;第三节《基因工程的应用》2课时;第四节《蛋白质工程的崛起》1课时。

    对本专题的特点分析如下。

    1纵观全章内容──折射创新与发展的光辉

    纵观本章科技探索之路和四节内容,鲜明揭

    示出理论创新、技术进步是促进基因工程问世和迅猛发展的主导因素。例如,在《科技探索之路》中,有关基础理论研究,相关操作工具的发现,催生了基因工程。在《基因工程的基本操作程序》中,pcr基因扩增技术的发明,又将基因工程提升到一个新阶段。由于基因导入方法的不断创新和完善,使基因工程技术在微生物、植物、动物领域硕果累累。在《基因工程的应用》中,不仅可以看到转基因技术在微生物、植物、动物中的应用,而且看到这项技术已经发展到基因工程药物治疗、基因治疗等医药卫生领域。在《蛋白质工程的崛起》中,描述基因工程虽然硕果累累,但仍满足不了日益发展的生活、生产的更多要求,从而崛起了第二代基因工程──蛋白质工程。基因工程从诞生到现在,时间虽短,但包括的内容已折射出人类不断开拓创新、不断寻求发展的精神光辉。

    2透视字里行间──体现“科学、技术、社会(sts)”教育思想

    在科技探索之路──《基础理论和技术的发展催生了基因工程》中,以精选的史实,说明了科学和技术的关系。在《dna重组技术的基本工具》中,“工欲善其事,必先利其器”又一次说明科学和技术是一对孪生兄弟。在《基因工程的基本操作程序》中,目的基因获取等一系列步骤,把社会需求、基础理论和先进技术融合在一起。在《基因工程的应用》中,社会的需求推动着科学技术的迅猛发展;基因工程的迅猛发展,促进了社会的不断进步。而《蛋白质工程的崛起》一节说明,社会的更高需求召唤着科学、技术的再创新──第二代基因工程的崛起。

    3感悟呈现方式──体现“简约、形象、诱思”原则

    由于基因工程内容上的“高”与“新”,处理不好,会提高学习难度,令学生视高科技为畏途,致使教学流于形式,为此,教材的编写采用简化手法,化复杂为简约。在科技探索之路中,摘其基础理论和技术创新中主要内容呈现给学生,在《dna重组技术的基本工具》中摘其基本工具介绍给学生。在《基因工程的基本操作程序》和《基因工程的应用》中,呈现主干,割舍枝杈,将非主干内容以资料卡、拓展视野等方法呈现,做到有主有次。

    对于基因工程,学生接触得少,为此,教学内容的另一种呈现方式是形象化。在文字描述感到抽象时,课文中都配以插图,力争图文并茂。对课文中难以理解的名词、概念,通过打比方,使其“形象化”。例如,基因文库中把基因组文库比作国家图书馆,而把a文库比作某市图书馆,这样便于学生理解和掌握。

    “简约”和“形象”不是为了降低学生智力参与的力度,恰恰相反,“简约”给学生留有了思维的时间和空间。“形象”为学生左右脑协同思考创设了情境。为此,在本章教学内容中,结合图文,都提出了一些相应的问题,诱导学生思

    考,从而把学习的注意力,从简单的死记硬背引导到分析、批判、创新等有利于学生终身发展的能力上来。例如,在模拟制作中,通过提出问题,引导学生进一步思考特定限制酶的功能、dna连接酶的作用位点。又如,在学习限制酶时,提出“限制酶在原核生物中的作用”的问题,是为学生创设一个问题情境,从而为深入理解限制酶在生物体中的作用打开思路。

    (二)教学内容的结构

    报刊、杂志、广播、电视等媒体都有基因工程技术的介绍。高中学生已经或多或少了解一些基因工程的内容,知道人的生长激素基因可在鲤鱼中表达,使鲤鱼生长迅速;知道寒冷水域中鱼的抗寒基因可在植物中表达,从而培育出抗寒性能高的植物……由于基因工程的诞生,实现了在微生物、动物、植物之间的基因交流,人类以前不能实现的种种奇思妙想将变为现实。在现实生活中,转基因生物也来到了人们的身边超市中摆放着转基因大豆榨出的油;大田里种植了转基因的抗虫棉;药品商店出售着转基因微生物生产的胰岛素……可以说,以上内容都是学生学习新知识可联系的经验。

    还有一些必修课中学习过的知识可作为学习新知识的铺垫。

    在学习限制酶与dna连接酶时,可与必修本中有关dna结构的知识紧密联系。有了dna结构的基础知识,才能较好地理解这两种酶的功能。

    在学习目的基因检测时,可与必修本中dna指导蛋白质合成的过程联系。这样学生才能理解,为什么要在三个层次上检测1检测转基因生物是否插入了目的基因;2检测目的基因是否转录出rna;3检测目的基因是否翻译成蛋白质。

    在学习基因组文库时,可联系必修本中人类基因组计划的内容,从而获得一些感性认识。而在学习a文库时,联系dna转录的有关知识获得rna后,以它为模板,反转录则可获一条dna单链,再以单链为模板合成双链dna。

    在学习pcr扩增技术时,可联系必修本中的dna复制的内容。

    在学习基因工程的应用一节时,应鼓励学生主动联系当地生产、生活中的具体事例,引导学生思考用基因工程的方法解决实际问题。

    本专题多数内容都与其他专题有紧密的联系。关于转基因生物,在学习技术知识的基础上应引导学生主动学习《生物技术的安全性和伦理问题》专题。《胚胎工程》中有关胚胎移植技术的内容,可使学生对培育转基因动物有更加透彻的理解。《细胞工程》中介绍植物细胞培养技术,是目的基因导入植物细胞、培育转基因植物的重要环节。另外,学习本专题内容时,密切关注《生态工程》专题中呈现的生态环境问题,思考利用基因工程的方法,解决生态环境问题中常规技术难以解决的问题。

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