高中生物技术实践范文篇1

摘要:POPBL(problem－orientedandproject－basedlearning)实践教学模式以问题为向导、项目为基础，适合于融入实践性比较强的生物技术专业应用型人才培养中，助推大学生创新思维、创新意识和创新能力的培养。笔者根据生物技术专业特点，提出了POPBL实践教学模式设想，探索了专业模式构建及其保障机制，建立了一种生物技术专业开放式实验教学模式。

党的十明确提出，科技创新是提高社会生产力和综合国力的战略支撑，必须摆在国家发展全局的核心位置;强调要坚持走中国特色自主创新道路，实施创新驱动发展战略。加强应用型与创新型生物技术人才的培养亦是生物技术学科发展及行业发展的需要，如何培养出适应社会发展需求且能搜索运用知识、能把握科技发展趋势、能实施创新驱动发展的应用型人才呢?这需要高校结合当前形势，在大数据视阈下探索新的实践教学模式，以解决大学生知识结构与企业发展需求脱节的问题。笔者针对生物技术专业的特点，提出基于以问题为向导、项目为基础(problem－orientedandproject－basedlearning，POP-BL)的实践教学模式，从实践教学目标、教学内容、教学方法、教学资源和教学评价等方面进行思考。

1POPBL实践教学模式的涵义

POPBL的教学模式是著名的丹麦奥尔堡教学模式，1969年由美国的神经病学教授Barrows首创，被众多国家和国际教育评审组织认为是“以学生为中心”的教育模式的典范［1－2］。它强调激发学生主动学习的原动力，设计真实性任务，并把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，将学习与项目化任务或问题挂钩，使学习者投入到问题解决过程中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。已有教研成果证明，POPBL教学模式在培养大学生的综合实践能力方面起到了极其重要的作用，尤其在学生项目与人员管理、团队沟通与合作、自主学习与创新、业务知识、职业认同感、社会责任感等能力和素质的养成方面表现突出［3］。

2生物技术专业POPBL实践教学模式的设想

基于实施创新驱动发展战略，提升我国生物企业的国际竞争新优势，增强发展的长期动力考虑，生物技术专业应该为企业储备创新性人才。POPBL实践教学模式有利于校内实验课程及校外实践教学环节的有机整合，优化教学资源配置，合理设计教学流程，有效制订教学质量评价标准，充分发挥学校的主动性、创新性，激发学生的求知欲望。生物技术专业人才培养既要满足学科发展需要，又要满足企业岗位需求。这样就要求学校在制订人才培养方案时应深入企业，了解企业岗位对知识结果及岗位技能的需求，科学设置课程体系，搭建合理的实践教学平台，应用POPBL实践教学模式，设计知识结构全面的项目或者课题，帮助学生带着问题去学习、去探索，总体思路见图1．

3生物技术专业POPBL实践教学模式的构建

根据学校的办学定位和生物技术专业人才培养目标，笔者认为，应该强调生物学科的知识互通，搭建学科专业群，构建课程群平台，突破课程界限及校内外教学资源界限，系统化设计、整体化推进，形成“产、学、研一体化、项目化与模块化相结合、技术研发与成果转化互补”的新型实践教学体系。该体系有助于培养学生的动手能力、沟通能力、创新创业能力和社会适应能力，生物技术专业POPBL实践教学模式及项目体系见图2。

3．1资源融合共享

在人才培养方案中实验课程体系、校内实训教学体系及校外实训体系相互交集、相互包含，充分定位，整合资源。大学生可以在校内外实践教学过程中发现问题、提出课题，利用校内实验平台的仪器设备进行探索研究，校外企业可以为大学生提供科研成果转化或技术工艺验证平台。

3．2突破学科界限

课程是根据学科设置的，突破学科界限的同时也突破了课程界限。教师应综合学科知识，分层次、分类别设计实践项目，让学生根据自己的兴趣爱好及学科知识水平，自由分组、自由选择，从而帮助学生提升科学素养及科研能力。

3．3协同创新驱动

不管是参与教师科研项目还是学生自己完成实践教学项目，都是在教师指导下完成的，导学与协作相结合。学生在教师的带领下梳理自己的知识结构，查阅资料，建立知识构架，提出问题，设计实验流程，逐个解决在研究过程中出现的技术问题，完善技术参数。以项目引导学生逐步探索问题内涵，提高学生的求新意识、独立思考能力和开拓精神。

3．4职业技能提升

从图2可见:大学生经过多个实践项目的训练及科研项目的研究，经历了完成项目的系统设计，完善各个实践环节，协调多方资源，基本建立起了包括基本综合能力、职业技能、创新创业能力等生物技术专业能力结构体系［4］，满足了学生就业创业的岗位需求。

4POPBL实践教学模式的应用实例

POPBL实践教学模式是从问题提出开始，学生带着问题学习，培养学生解决问题的兴趣，帮助学生变被动学习为积极主动参与和探索［5］。生物技术专业课程体系以植物生物学、动物生物学、生物化学、遗传学、微生物学等课程为基础，逐步深入建立系统的课程体系。在专业基础课及专业课程中的分子生物学、细胞生物学、发酵工程、基因工程、生物技术制药、生物工程下游技术等课程及实验的知识体系，有部分内容重复，如何突出侧重点?以项目、问题为基础的POPBL实践教学模式能够有效解决。例如设计“FGF2基因在大肠杆菌、酵母中的高效表达”作为专业实验课项目，引导学生进行进一步思考，延伸出一系列问题。项目本身的问题设置:1)研究对象的哪个组织FGF2mRNA含量最高?2)基因mRNA如何提取?3)基因克隆有哪些步骤?应该注意哪些细节?4)引物如何设计?5)基因序列如何分析?6)怎么样构建表达载体?等等。项目延伸出的问题设置:1)如何购买实验材料及试剂?2)如何联系试剂公司?如何报账?3)引物设计及基因序列分析应该选用哪个软件?4)在项目研究过程中出现的技术问题如何寻求解决?5)FGF2基因在生物体内具有哪些功能?6)FGF2基因如何调控生长发育?等等。该项目包含了分子生物学、基因工程等多门课程的知识点。学生在解决上述问题的过程中要对项目进行质疑、判断、比较、选择及分析、综合、概括等。通过这些认识活动就形成了多种思维和认知方式，获取问题的解决办法，这也是学生辩证思维逐步形成、能力不断提高的过程。

5POPBL实践教学模式的保障机制

5．1建设“双师型”实践教学师资队伍

实践教学体系的构建与实施对实践教学师资队伍提出了更高的要求，既要懂理论，又要会技能。这样就要保证有足够数量的“双师双能型”实践教学师资队伍，特别是科研一线或企业一线的专家。由于POPBL实践教学模式激发了大学生自主学习原动力，所以学生会带着很多具体问题或者生产一线的问题进入课堂，这就要求专业教师应该为“双师型”，甚至是行家里手，这样才能更好地解决学生的问题。

5．2构建“链条式”实践教学体系

构建以生物技术专业核心课程为中心的实验实训课程群，包括动物生物学实验、植物学实验、生物化学实验、分子生物学实验、细胞生物学实验、基因工程实训、教师科研项目体系、校内综合模拟实训、实习(创业)实践等。在实际教学中形成了“基础实验/实训—专业实验/实训—综合实验/实训—创新实验/实训”的教学流程。按照完成生物技术产业发展和生物工程项目实施过程，借鉴CDIO(conceive、design、implement、oper-ate)工程教育思想，将认知见习、社会实践、社会调查、课程实习、毕业设计、毕业实习等实践教学环节与实际生产、服务技术紧密结合，构建“实验基本技能基础实验能力专业实验能力综合应用能力应用创新能力”分步能力培养的“链条式”实践教学体系。

5．3建立大学生参与科学研究的机制

本科生参与科学研究是有效提高其能力、素质和水平的一个重要实践教学环节。本科生参与科学研究主要有两种模式:一种是学生融入教师的科研团队，在教师的指导下担任其中部分研究工作;另一种是学生参与生物企业的产品开发，通过生产实践发现问题、提出问题，再由学生根据自己的研究兴趣及企业需求，设计研究课题和项目研究方案，经过学校评审给予一定的经费资助。应用型本科院校应该关注学生的岗位能力和技术创新，在项目管理、经费资助、学分认可等各方面制订出有效的激励政策和管理措施。

5．4完善校内教学平台的开发机制

实验室作为校内主要的实践教学平台，是高校开展人才培养、科学研究、知识创新的重要基地，是提高教育教学质量、提升人才培养水平的重要平台［6］。以重庆文理学院的生物技术专业为例，支持平台有重庆市特色植物种苗工程技术研究中心、重庆高校园林花卉工程中心、特色植物产业协同创新中心、市级生物实验教学示范中心、国家大学生校外实践教育基地、国家科技特派员创业基地等，而如何完善面向本科生的开放机制是关键。所有仪器设备集中统一管理，结合“双导师”制，实行网络化预约和无节假日的24h开放模式，根据大学生实验创新计划项目设立学生科研训练项目，支持本科生导师指导学生开展各类科研创新活动。

6结语

POPBL教学模式立足学生本位，以问题、项目为导向，符合教学内容、教学方式改革需求，有利于精准帮扶。该模式应以实践教学内容改革为中心，突出管理现象问题化、实践内容项目化、科研成果教学化、教学形式情景化［1］，在应用性、操作性比较强的课程中实施。经过项目研究，笔者认为POPBL教学模式能助推生物技术专业应用型人才培养，但应该制订科学的实践教学质量评价标准，建立完善的实践效果评估体系，加强教学成果应用。

参考文献:

［1］黄宇驰，鲍立威．POPBL教学模式在营销终端管理课程的应用［J］．高等工程教育研究(2010增刊):162－164．

［2］张新燕，吕宏兴．PBL教学模式在水力学综合性实验教学中的应用探讨［J］．长春工程学院学报(社会科学版)，2013，14(3):136－138．

［3］童红斌．TF－POPBL高职电子商务课程教学模式研究:以示范建设中网络营销课程教学改革为例［J］．现代教育技术，2013，23(3):118－121．

［4］孙翰昌，朱建勇，杨帆．应用型本科院校生物技术专业建设的思考［J］．重庆文理学院学报(自然科学版)，2009，29(1):99－102．

［5］崔炳权，何震宇，王庆华，等．PBL教学法的研究综述和评价［J］．中国高等医学教育，2009(7):105，118．

高中生物技术实践范文篇2

关键词生物技术实践做与导探究能力

中图分类号G633.91文献标识码B

1提出实验背景，激发学生实验热情

“选修1生物技术实践”是与生产实践密切相关的一部分内容，基本都需要实验操作，且每个实验的操作都有难度，此外还关联着一些其他方面的知识。因此这部分内容教学难度大，学生的学习难度也很大。美国心理学家布鲁纳说：“学习的最好动机，乃是对所学教材本身的兴趣。”为了更好地组织这部分内容的教学，笔者结合书本的“课题背景”，恰当地引入对调动学生探究的积极性起着非常重要的作用。

笔者在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，采用如下方式引入：1953年，美国科学家沃森和英国克里克创造性地构建出DNA的双螺旋结构模型。科学发展到今天，DNA作为绝大生物体内的遗传物质，已经是众所周知，科学家从各种生物体内成功地提取到了DNA。那么同学们有没有兴趣知道DNA到底是怎样的物质呢？通过这节课的实验，我们将走近DNA，揭开DNA神秘的面纱，真切地感受DNA的存在。

学生只有产生了强烈需要和浓厚兴趣的学习活动，才能有效地增进发展，这样的学习过程才是高效的、智慧的、灵动的。

2构建互动课堂，培养学生探究能力

2.1“做中学”

《选修1・生物技术实践》是一门实践课程，要求教师组织学生通过实验设计和操作实践，进行科学的探究活动，但并不意味着动手的同时不动脑，强调“做中学”，期望通过学生自己积极思考，不断提升学生的思维品质。与所有其他生物课程的区别在于，每个课题都要求制作产品，且产品基本均为物质实体（如葡萄酒、果醋、DNA、提纯的血红蛋白等），每个课题应围绕怎样做、怎样做得更好进行。即使是科学原理和实验技术的学习（如微生物的实验室培养）也应围绕着“做”进行，即“学”围绕着“做”。教师在教学中要摆脱传统教学习惯的影响，将“做”摆在核心位置，让学生在“做”中体会科学探究的魅力。

2.2“做与导”

教师的“导”在教学过程中担当了重要的角色，如何在实验教学中将“做”与“导”有机结合，这其中很重要的是设计相关的教学问题。设计问题非常重要，问题设计得好，有利于学生深入思考和讨论，促进学生学习活动的有效进行；设计得不好，就有可能会使学习活动流于形式。

对于学生而言，选修1的教学内容以及学习方式是全新而陌生的，而且在学习的过程当中，遇到的问题肯定比较多而且棘手，因此本节课适于采用小组合作探究的方式教学。合作学习使学生在小组或团队中为了完成共同的任务，而进行明确的责任分工，从而进行互学习。

具体实施过程如下：

（1）前期准备。

①分组准备：前期的准备工作主要是进行分组。常见的分组方式是按照座位地点划分，这样的分组方式有利于学生相互交流，且操作简便。弊端是各个组的学习情况、学生讨论水平、能力不同，可能会出现各种问题。首先，有可能出现有的小组讨论很激烈，而另一组很沉闷，致使合作学习不均衡现象；其次，不利于对学习小组进行考核。因此，笔者即按照学生学习情况、讨论水平、能力不同进行平衡划分组。为了便于学生讨论交流，在生物课堂上按照新组就座，形成学习小组。一般以4～6组为宜（每组的人数不宜太少，否则不容易分工，也不宜太多，否则讨论比较困难）。

②教学准备：教学准备主要是指教师在上课前所需要完成的准备工作，尤其是课堂上教师准备让学生完成学习任务的前期准备工作。主要包括教学设计，实验材料、器具的准备，每个环节都需要教师考虑周全。

（2）学习过程。

①实验原理是一个实验的指挥棒，可以让学生自主阅读书本，在组内加以汇总、归纳分析，为后面的自主进行实验设计打下基础。同时教师也要鼓励学生提出一些小问题，培养学生的质疑意识。

设计基本思路是：利用DNA与RNA、蛋白质和脂质等在物理和化学性质方面的差异（如不同物质在溶解性，对酶、温度、洗涤剂等的耐受性等方面的差异），提取DNA，去除其他成分。

②实验过程的引导是重头戏。在整个实验教学过程中，是以学生为主体完成的，各项教学活动主要都是在教学小组内完成。但是在教学过程中，教师显然不能是旁观者，而要融入其中，否则就无法对课堂进行指导。教师的主要作用是通过设计一系列问题的方式引导学生去探索、阅读、讨论，并且负责答疑和引导。教师要引导学生通过实验，不仅掌握某项具体生物技术，而且通过实践领悟科学研究的一般过程，将学生的自主性与教师的引导有机地融合，同时渗透科学方法的训练，体现对学生科学探究能力的全面培养。

具体引导过程如下：

①实验材料的选择。

提供几组实验材料：菜花、猪肝、鸡血、、豌豆、香蕉、菠菜、洋葱、猕猴桃、鱼卵、猪血。

什么样的实验材料适合提取DNA？你打算选用什么实验材料，理由是什么？你也可以同时用2～3种实验材料，最后比较哪种材料中DNA的含量更高。

学生讨论：凡是有DNA的生物都可以作为本实验提取DNA的材料，即（菜花、猪肝、鸡血、、卵子）都可以。、卵子等中虽然有DNA，但、卵子的DNA含量和体细胞相比减半，提取到DNA含量相对减少，因此，可以选择菜花、猪肝、鸡血。鸡血是最佳选择。理由是菜花是植物，要得到DNA需要经过研磨这道程序，猪肝组织块也需要研磨。而鸡血有以下优点：核DNA含量丰富；吸水易胀破。

②血细胞液的制备。

提供从市场上买来的鸡血，让学生思考：

取血过程如何解决凝血问题？选用鸡血好吗，为什么？用什么方法得到血细胞液呢？

学生讨论结果：

加抗凝剂（如柠檬酸钠）解决凝血问题。鸡血的DNA主要存在于血细胞中，而血浆中几乎无DNA。因此，想办法把血浆去掉，得到的血细胞液中DNA含量就高了。离心或放冰箱冷藏静置，除去上清液，即得鸡血细胞液。

③提取核物质。

思考：DNA存在于血细胞里，要得到DNA，得想办法让DNA从细胞里释放出来，有什么办法吗？

学生讨论：方案一：用玻璃棒把细胞打碎。可以在血细胞里加蒸馏水，这样血细胞被水胀破，同时用玻璃棒搅拌，DNA就释放出来了。方案二：可以用洗涤剂把细胞膜瓦解的办法。

在讨论的基础上，教师引导学生尝试用简便，可行的方法来进行提取核物质这一步实验。学生动手操作，教师巡视、质疑：

你觉得现在烧杯中有那些物质了？（有释放出来的核物质如DNA、蛋白质，还有破碎的膜碎片）

如何将它们分离呢？（用纱布过滤，去滤液）

你觉得得到的滤液中可能含哪些物质呢？教师引导学生，结合原理分析讨论：除去了膜碎片等较大的杂质，滤液中应该有DNA、蛋白质、脂质等物质。

如何进一步分开它们呢？说出理由。

学生讨论：方案一：可以直接在滤液中加粉，因为粉中的蛋白酶可将滤液中的蛋白质分解而得到DNA。方案二：可以利用DNA在2mol/L的NaCl溶液中溶解度大，可析出蛋白质的特点，分离得到DNA。方案三：通过将温度控制在60～80℃，使蛋白质变性而DNA不变性的特点，分离得到DNA。

师：同学们说得很有道理，你可以选择适合自己的简便易行的方案操作。

学生动手操作，教师及时指导。

④溶解核内DNA。

师：在很多学生都想到了利用DNA在NaCl滤液中的溶解度分离DNA和其他物质的基础上，如果你采用的也是该方法，如何从浓盐中得到DNA呢？

学生讨论：DNA在0.14mol/L的NaCl溶液中溶解度最小；可直接在刚才的浓盐烧杯中加蒸馏水，降低DNA溶解度使DNA析出；可进一步用纱布过滤，从纱布上得到DNA的黏稠物。

师：你觉得加蒸馏水需要注意哪些方面？

学生讨论：蒸馏水不是越多越好。当NaCl溶液达到0.14mol/L时，再加蒸馏水就会使析出的DNA又溶解了；为了保证得到DNA的量，要缓慢加蒸馏水，待丝状物不再析出，就要停止加蒸馏水。

师：同学们得到的丝状物有的组多，有的组少，能分析一下原因吗？哪些步骤的操作会影响到丝状物集中？

学生讨论：可能是第一次加蒸馏水，没有充分搅拌让细胞破裂；过滤操作不规范，损失了DNA；第二次加蒸馏水时没有控制好，过少或过多；玻璃棒搅拌的力度过大，将DNA打碎了。

教师总结：每一步都是影响实验失败的因素，同学们一定要认真分析，注意操作的原理及其注意事项，把握好细节，才能走向成功。

进一步质疑：成功得到丝状物的小组同学认真思考，此时的丝状物不是很纯净，如何进一步提纯呢？冷酒精对析出DNA作用大吗？

学生讨论：DNA不溶于体积分数为95%的冷酒精。为了达到进一步提纯的目的，还要把丝状物用2mol/L的NaCl先溶解，进行过滤，再采用刚才的方法即可；冷酒精加速了DNA的析出，提高了效率。

学生动手操作，在操作中及时反思实验设计，同时教师鼓励学生自主研习和设计实验方案。此外，教材还有大量的旁栏问题，大多是引导学生思考“应该怎样做”以及“为什么要这样做”的，教师要灵活应用。

（3）评价总结及批判性研究。

《必修・生物技术实践》要求学生积极参与探究的全过程，评价主要包括：学习的积极性和态度、课堂教学的参与程度、操作的认真性和参与程度、实验成果的展示，实验报告的完成情况、方法改进等方面。如何对学生的学习情况进行合理评价，在教学实践中，教师应根据实际情形确定准确和可操作的评价体系。

就DNA粗提取和鉴定实验是一个定量分析定性检测实验。其生化实验的复杂性决定了学生必须对该实验的操作要点和具体步骤作出必要的归纳总结，才能对实验流程作一个整体把握。教师应鼓励学生积极开拓思维，从不同的研究角度大胆地进行创新研究，让学生在评判诸如选材的优劣、操作的繁简、实验的改进、失败的原因分析等方面问题的过程中，愉快而轻松地学习。

学生在小组讨论后，将本节课的收获总结如下：

①一个目的：在体验科学思维的过程中提取和鉴定DNA。

②两次用蒸馏水：蒸馏水破膜提取核物质和蒸馏水稀释析出DNA。

③三次过滤：过滤核外物质，过滤DNA白，过滤DNA。

④四个关键词：DNA提取，设计思路，科学思维和研究性学习。通过研究性学习，学生在发现问题、分析问题、处理问题的过程中，能不断领悟科学思想和掌握科学方法，并以极大的探究乐趣主动地去探索生命的奥秘。

⑤五次搅拌：第1步同方向加力搅拌，第3、5、7步同方向轻缓搅拌。

⑥六种溶液：主要有柠檬酸钠液、酒、二苯胺液、甲基绿液、0.015mol/L和2mol/LNaCl溶液。

⑦七种探究模式：本实验可尝试性拓展为探究性实验。

改型后主要参考课题有：

①探究使用鸡的不同组织材料进行实验时的实验效果。

②探究蒸馏水量引起的鸡血细胞在不同低渗状态下的破裂程度。

③探究DNA在不同质量分数氯化钠溶液中的溶解度并绘出曲线图。

④探究DNA鉴定过程中不同水浴温度对显色的影响。

⑤探究沉淀DNA时不同温度的酒精对沉淀量的影响。

⑥探究过滤过程中纱布层数对最终提取物量的影响。

⑦探究使用玻璃烧杯、试管与使用塑料制品对DNA提取量的影响。

⑧八个步骤：提取过滤溶解过滤再溶解再过滤提纯鉴定。

（4）教学反思

通过“做”与“导”可以锻炼学生解决实际问题的能力，缩小理论与实践的距离。与必修教材中片断式的探究活动相比，课题展现的是更加真实、丰富和完整的科学探究情境。学生拥有选择课题，了解、分析背景知识，理顺研究思路，设计实验流程，规范操作到评价结果的独立自。又由于课题最终需要获取某项“产品”，因而使学习具有实战演练的性质。

此教学方式有助于学生构建综合的知识体系。课题的构建基于具体问题的解决，而问题的解决方法往往是泛学科的，这就促使学生各方面的知识以解决问题为核心，产生相互联系。例如，该实验中就涉及到许多物理和化学知识的应用。

此教学方式有助于学生养成终身学习习惯。课题的完成要求学生针对问题，自学相关知识，运用科学方法，遵循基本的原则和要求，做出实验决策，并最终生产出“产品”。这一过程能够培养学生的自学习惯，锻炼其自学能力，为终身学习习惯和能力的养成打下基础。

综上所述，生物技术实践，不再是传统生物教学中的“照方抓药”式的做实验。通过教师的有效引导和学生自主探究、实验实践有机结合，使学生具备内在的自我激发的学习动机，掌握有计划的或者已经熟练到自动化程度的学习方法。在这样的基础上，开展合作学习，让学生真正有机会通过自主的实践活动，充分发展个性，开阔学生的科学视野，促进学生在现实生活的背景下学习生物学，紧密联系现实生活和现代科技的进展；让学生像科学家一样去参与实践，发现真理。

参考文献：