生物技术的利与弊范文

时间:2023-11-13 11:33:33

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生物技术的利与弊

篇1

1、当前生物科学技术的发展状况

我国生物科学技术的发展起步较晚,但发展前景却是十分理想的,在环保以及化工生产领域中均有体现,通过生物科学技术的应用帮助解决了大量的生产排放问题。最初生物科学技术仅仅是应用在药品的研制中,随着技术不断的发展进步,这种利用形式已经不能得到满足,科研技术人员也逐渐的向起他层面延伸,实现使用效果方面的提升。在化工生产中应用这一技术方法已经总结了足够多的经验,但环保相关的生物技术却正处于研发试验阶段,如果能够全面\用生物技术来开展环保工作,对最终工作任务完成效率也会起到很好的促进作用,并不会影响到最终的工作积极性。早在70年代,我国便已经能够利用生物技术来帮助解决遇到的农业生产问题,并通过现场的考察来实现技术层面的优化,进而为生物技术的应用创造一个有利的基础环境,发挥更积极的工作效果。如今的21世纪,生科科技技术应用目的在于帮助解决现阶段所遇到的综合管理控制问题,尤其是航洋环保中,解决了其他技术方法中所不能够完成的任务,提升海洋的清洁程度,在清理垃圾时也不会造成其他污染物质出现。

2、生物科学技术应用的优点

2.1.医药生物技术

在医疗行业中应用生物科学技术,能够帮助研制出创新药品,在临床治疗效果上也是其他方法所不能够达到的。例如糖尿病人使用的胰岛素,便是采用生物科学技术仿制人体内所分泌的胰岛素,注射到人体内能够发挥糖分分解的效果。随着生物科技技术的不断进步,所能够解决的问题也逐渐增多,在应用生物技术进行现场的预防控制时,充分采取这一方法也有助于提升最终的治疗效果。医药行业发展中,生物科技技术起到了核心作用,这也是其他技术方法中所不能够实现的,并且在生物科学技术中,也具有很大的创新空间,应用这一方法来解决医药制作中的难题,是当前行业发展惯用的方法,也是解决现存问题的有效措施,通过这种方法来帮助解决常见问题,在相关问题的解决效果上也会有明显提升。此外,一些生物工程也可以应用在疾病的预防上,比如基因工程中的乙肝疫苗对乙型肝炎的遏制有着促进作用。这给生物科学技术医药方面的研究带来了新的变革。

2.2.农业和畜牧业的生物技术

农业发展中应用生物科技技术,研制出了很多的环保农药,有效的避免病虫害对农作物产量的影响,同时使用后也不会对生态环境造成不良影响。畜牧业应用生物技术体现在疾病的预防层面上,在动物的食料中添加一些有益的生物活菌,可以帮助预防很多疾病,使动物能够健康的成长,抵抗病毒的能力也因此得到提升。生物科学技术应用能够随着使用层面以及针对群体的不同,体现出其中更深层次的含义,并达到一个最佳的管理控制效果,发现问题后及时探讨解决措施,对提供工作效率也有很大的帮助。

2.3.环境中生物科学技术的运用

对于生态环境失衡问题的解决,充分应用生物科学技术,可帮助恢复平衡。例如池塘中存在大量的浮游物质,导致水中营养过剩,鱼儿因缺氧大量死亡。通过生物科学技术的应用,可帮助维持池塘中生物物质的平衡性,从而达到一个均衡的效果,解决了水中缺氧的问题,快速恢复池塘内的平衡性。通过生物修复技术使污染的环境得到有效的处理,并恢复到初始状态的过程。为此,减少环境污染的目的。

3、生物科学技术应用的弊端

3.1对身体造成的负面影响

例如抗生素的应用,这一生物科学技术对医学行业发展起到了很大的促进作用,当前却存在生物科学技术应用不合理的现象,技术滥用最终导致的问题是人体内环境失衡,对抗生素具有一定的抵抗作用,同时对身体内的其他细菌也一并抵抗。这样会造成人体免疫机能下降,并且对其他药物也会产生抗体,生病后治疗的难度也会因此而增大。抗生素的使用具有严格规定,虽然危害大,但治疗效果却是十分明显的,这也成为当前应用这一技术方法的主要原因,通过协调好当前所存在的问题,并从问题解决的角度来深入分期起影响,最大程度的避免弊端问题发生,这样才能够达到最合理的效果。发挥生物科学技术积极影响作用,首先要针对这部分弊端问题进行预防控住。

3.2对生态环境产生的负面影响

利用生物科学技术在工业生产中,生产过程中产生的废料随意排放,导致局部生态系统的平衡性被打破,并不能达到最佳的效果。生物入侵是当前比较严重的环境问题,主要是由于生物科技技术胡乱使用所造成的,在现场并不能发挥最合理的控制效果,一旦生物入侵问题出现,解决处理也是十分困难的,需要经历很长的净化时间。

结语:通过以上文章论述可以总结到,在学习生物科学技术中,我们一定要了解生物科学技术的发展情况,合理运用,同时也要充分考虑到这一学科给我们带来的新技术,此外也要了解这一学科的诞生对我国的农业、医药、军事以及环境的影响,学会用正确的态度看待生物科学技术的发展,让它更有利于民。

篇2

【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2016)09-0147-01

新课改运动追求“教学效益最大化,教学效率最优化”。也正因为如此,基层教育工作者纷纷致力于研究、探讨如何切实提升自身所教学科的实际课堂教学效率。笔者不才,在高中生物的教学实践中对提升高中生物课堂教学效率的方式方法进行了初步分析,现将个人教学认识与感悟总结如下,以期起到抛砖引玉之功效,真正推动高中生物教学效率及质量的优化与提升。

一、落实生活理念,提高高中生物课堂教学效率

所谓“生活化教学”,即是指将学生所熟悉的生活现象融入到教学实践之中的一种课堂教学方法。例如,在教学“植物细胞工程的实际应用”这节内容时,笔者就向学生列举了“兰花的微型繁殖”这一既与学生现实生活实际相连,同时又与学习内容息息相关的实际例子。具体如下:兰花是深受人们喜爱的一种植物。在现实生活中人们对兰花进行繁殖通常有两种方法:一是用种子进行繁殖,但是由于兰花的种子较小,且胚非常纤弱,所以兰花的种子内几乎储存不了可以用来支撑繁殖的营养物质,这也是兰花在发芽早期很容易出现夭折情况的重要原因之一;二是采用分根方法进行繁殖。但是,这种做法最大的弊端在于兰花的繁殖速度较为缓慢,因此,很难利用在大规模、大范围的兰花种植上。正因为如此,科学家在兰花的繁殖上采取了“微型繁殖”这一先进技术,只需要取兰花上的一个茎尖就能快速繁殖出大量的优质兰花植株……

如此,借助“兰花的种植及繁殖”这一实例,笔者就向学生创设了一个贴合现实生活实际的生物学习氛围,而这些都为他们始终保持对“植物细胞工程的实际应用”这节内容的学习兴趣与积极性,进而获取高效率、高质量的学习效果做好了充分的前提准备。表明了“生活化教学”之于提高高中生物课堂教学效率的切实可行性。

二、利用现代技术,提高高中生物课堂教学效率

现代信息技术在学校教育中的实践运用是新时代背景下教育教学发展的一大流行趋势,并为学科教育注入了诸多新鲜的活力。因此,高中生物教师应当结合所教学内容的实际情况,在自身的教学实践中恰当而合理地运用现代教育技术。

笔者对上述理念进行了积极的落实与贯彻,并切实获取了预期中的理想教育效果。如, “关注生物技术的伦理问题”的教学目标为:能辩证认识生物技术的利与弊;面对纷繁的观点,能够运用所学的知识形成对待“生物技术发展”的科学态度和理性思考。而为了更好地达到上述教学目标,笔者就在课堂教学时利用现代教育技术为学生播放了关于“生物技术”的大量信息及资料,其中包括:克隆技术的利与弊、试管婴儿技术的利与弊、社会各界关于克隆技术、试管婴儿技术所持有的不同的观点以及他们各自观点背后的理由支撑……

在现代教育技术的辅助下,学生的视野范围得以开阔,学识见识得以丰富,而这些很显然都有利于他们形成并树立正确的“生物技术发展”价值观念:生物技术的正确运用,能为人类社会带来诸多福利;但是,要防止滥用和误用,更不能在违背伦理观念的基础上使用。由此我们不难看出,利用现代技术,有利于显著提高高中生物课堂的教学效率。

三、面向全体学生,提高高中生物课堂教学效率

“面向全体学生开展教学,促进全体学生的共同进步与发展”是新课改大力提倡的教育理念之一。因此,高中生物教师要想提高课堂教学效率,就不能继续采取“一刀切”的教学方式及方法,而应当从不同学生的不同学习主观学习需求出发,有意识、有针对性的为学生个体制定契合其主观实际情况的教育策略,全体学生的共同进步与发展才是高中生物课堂效率真正得以提升与优化的最根本体现。

笔者在自身的教学实践中就会针对不同的学生采取有区别、有差异的教学策略。以课堂提问来讲,针对学习基础较薄弱的学生,就会提问难度较小,偏重于基础的问题,以此使学生享受到成功回答问题的愉悦,并由此进一步坚定学好生物的信心;而针对学习基础较扎实的学生,则会提问一些难度稍大,更侧重于发散思维、拓宽视野的问题,以此推动这部分学生的进一步发展……实践表明,落实“面向全体学生开展教学”的理念,能更好地获取“促进全体学生的共同进步与发展”这一课堂教学效果,也更有利于课堂教学效率的提升与优化。

篇3

二、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学内容

中国民航大学是一所以工为主,理工结合,集管理学、经济学和法学等学科全面发展的综合性行业院校,在校学生均为非生物专业。学校利用航空医学研究所的师资力量从2006年开始给全校本科生开设自然科学类公共选修课《生命科学概论》,深受学生欢迎,每学年选课人数达到800人。向非生物学专业学生开设《生命科学概论》课程的教学内容定位于“基础性、系统性、趣味性和学科交叉性”,从介绍生命科学基础知识的物质基础入门,衍射到生命活动的基本单位———细胞,从细胞到细胞工程;从生物物质代谢深入到生物遗传的本质———基因,从基因到基因工程,直至现代的分子生物学技术,从分子水平上阐述生物的奥秘;同时还从动物、植物、微生物等不同的生物类群上描述生物的多样性以及生物与环境的关系,通过科学性、趣味性、学科交叉性和贴近生活性的内容介绍生命科学领域的最新进展以及与我们人类自身生存和健康方面的相关知识,使学生的生命科学素质得到提高。讲授内容在注重系统性的基础上包含了最新的科技前沿、最广泛运用的生物学技术手段、最热点的人类疾病、最新的交叉学科等等。我们密切关注科技最新动态,把其中反映生命科学和生物技术最新进展的内容及时移植到我们的教学中去。例如:在“遗传”部分介绍癌症、糖尿病、高血压等现代慢性疾病在遗传方面的研究近况;在“病毒”部分介绍SARS、H7N9等疾病的致病机理、防治途径和治疗方法;在“免疫系统”介绍艾滋病的基本知识及预防;在“环境”部分介绍日本福岛第一核电站泄漏等。这些“时尚”新内容很受学生欢迎,让学生了解生命科学,激发对生命科学的兴趣。

三、非生物专业开设《生命科学概论》公选课的教学方法

1.采用多媒体教学手段加强学生的感性认识

《生命科学概论》教学内容庞杂、信息量大、知识难点多。所谓“百闻不如一见”,直观的东西更易于接受、理解和记忆。利用多媒体教学,通过图文声像并茂的组合方式讲授课程,将书本知识化静为动,化虚为实,化抽象为直观,不仅增加了课堂的教学信息量,提高了学生学习效率,而且增强了学生对知识的理解及方法的运用。另外,可在课堂上利用多媒体设备播放一些生物学相关影像资料,给学生更为直接的视觉感受。例如播放科教片《人类消失之后》,让学生充分理解人类和大自然和谐相处的重要性。

2.开展课堂主题演讲激发学生的学习兴趣

为了激发学生学习的主动性,提高课堂教学的参与度,了解生命科学的研究进展,我们组织开展了课堂专题演讲的研究性学习活动。教师初步确定当前生命科学重要前沿问题的题目,如生物芯片、基因工程、干细胞、生态与环境可持续发展、转基因食品等,把学生按5~6人一组分组,每组确定一个主题,学生通过网络和图书馆查阅相关文献资料,小组讨论写成小论文,并做成幻灯片在班上交流演讲。这样增强了同学之间以及同学与老师的沟通交流,活跃了课堂气氛,充分锻炼了学生的文献检索利用、团队协作、论文写作和口头表达等综合能力,收到了良好的效果。

3.引入社会热点问题,开展辩论赛,提高学生理论联系实际的能力

科技是一把双刃剑,生物高科技的发展给人们的生活带来舒适快乐,同时也给人们带来了很多的困惑甚至危机。人们在开发利用生物技术时,有可能出现意想不到的安全问题,生物技术的误用以及生物技术的非道德应用也可能带来很大的安全隐患。这些与生命科学有关的热点问题具有鲜明的时代性和综合性,学生对这些热点问题的探讨有利于增强他们的科学敏感性和社会责任感,以培养他们捕捉信息、分析事物的能力。首先,教师初步确定当前生命科学具有争议性的热点社会问题,如食品添加剂的利与弊、克隆人的利与弊、转基因食品的利与弊、垃圾焚烧的利与弊、安乐死是否应该合法化等。学生通过分组每10个人一组,每2组自由选择一个辩论主题作为正方和反方进行辩论,每个班级推举一名主持人来主持辩论赛。通过辩论赛,增强了学生之间的团结、合作、竞争、进取的意识,为学生提供了一个思考和展现自我的平台,并让学生对科学研究有了更进一步的认识,大大提高了学生理论联系实际的能力。

4.多元化的考核方式

学生的课程成绩由平时成绩和考试成绩组成,其计算方式为:最终成绩=平时成绩(占30%)+期末开卷考试成绩(占70%),其中平时成绩的考核主要由课堂出勤(占10%)、课后作业(占10%)以及课堂小论文(占10%)三部分内容构成,期末考试成绩采用撰写课程论文和期末理论考试相结合的方式。这种多元化考核方式不但评价了学生参与教学活动的态度、完成作业的质量,又考查了学生对知识的了解和掌握程度,同时多元化的考试方式也增加了学生的学习兴趣,减轻了学生的思想压力,且避免了少数学生平时不学习,通过考前突击准备获得较高分数,导致课程成绩不合理的情况发生。

篇4

中图分类号:Q789 文献标识码:A DOI:10.11974/nyyjs.20150603001

从世界上最早的转基因作物―烟草到转基因西红柿的批准上市再到目前转基因食品的大量出现,转基因食品成为了人们生活中的主流产品[1]。转基因食品是科研者根据产品的特性取长避短研究的成果,却成了老百姓忌讳的产品。因此转基因食品利大还是弊大成为了人们争论的话题,作为一名科研工作者现对转基因食品的定义及利和弊做出客观解释。

1 转基因食品的含义

转基因食品,就是通过基因工程技术将一种或几种外源性基因转移到某种特定的生物体中,并使其有效地表达出相应的产物,此过程叫转基因。以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品[2]。

目前,我国转其因技术属世界领先水平,但应用很少,而转基因产物在美国的消费却非常普遍。据新华网报道,美国种植的90%的大豆和玉米都是转基因品种,如用转基因大豆做动物饲料、豆油,用转基因玉米做乙醇、饲料和加工食品等。

2 转基因食品的种类

目前根据来源不同将转基因食品主要分为植物性、动物性和微生物性转基因食品[3]。

2.1 植物性转基因食品

以含有转基因的植物为原料的食品叫植物性转基因食品。目前植物性转基因食品很多,例如,转基因玉米,玉米是世界种植范围最广、产量最高的粮食作物,但是病虫害、杂草、干旱、盐碱等生物或非生物胁迫严重影响了玉米生产。玉米转基因技术有效解决了这一难题,保证了经济、社会和生态3大效益[4]。转基因大豆降低了生产成本、提高了农民效益,受到人们的普遍亲睐。通过转基因方式,获得了芹菜新品种,改良了纤维素含量,改善了口味,利于消化。

2.2 动物性转基因食品

以含有转基因的动物为原料的食品是动物性转基因食品,目的是将某些具有优质性能的基因,转移到不具备这些性能的特定动物细胞中,为人类生产出更多、更好的美味佳肴,满足人类的需求。例如,为了解决鲫鱼生长慢,供不应求的状况,我国科学家把鲤鱼的细胞核移植到鲫鱼的细胞质里,培育出了转基因鱼1鲫鲤鱼,它的侧线、鳞片数、长相及肉味的鲜度像鲫鱼,而嘴角处的“胡须”、生长速度及养殖周期和产量却具备了鲤鱼的特性,大大满足了人们对于鲫鱼的需求。最近由美国、加拿大和新加坡的科学家组成的一个科研小组,将一种极度活跃的生长激素基因,注射到鲑鱼的卵中,培育出了比鲑鱼大37倍的巨型鲑鱼,这种“超级鲑鱼”的生长速度极快,产量特别高,肉的味道也好。

2.3 微生物转基因食品

以含有转基因的微生物为原料的食品是微生物性转基因食品。 利用转基因微生物,就可生产那些非常昂贵的蛋白质。例如某些食物成分和加工助剂就来源于转基因细菌、真菌、酵母等。

3 转基因食品的优点

伴随着转基因食品在生活中的大量出现,人们开始探讨转基因食品的利与弊,但是人们关注最多的只是其有害性,对转基因食品持完全否定的态度。在科技快速发展的时代,任何一项新的科学技术的应用都有两面性,转基因技术做为一项新兴技术同样有其优点和弊端。就我现在所认知的转基因的优点介绍如下:

3.1减少农药使用,保护环境[5]

传统作物种植中使用大量的农药保护农作物、防治害虫、铲除杂草来保证农作物的产量,但是却忽视了农药给我们带来的潜在危害。农药的大量使用产生的农药污染不容忽视,农药污染对生态系统、土壤微生物、土壤动物、水体、大气以及人类的身体健康等危害的报道已经很多,因农药污染造成的伤害很多,有关其报道屡见不鲜,如2015年04月02日就报道了一例农药残留中毒事件:山东发生两起吃西瓜中毒事件,一起有3人发生有机磷中毒,另一起有8人吃了农药“涕灭威”残留超标的西瓜。转基因技术就可以利用其优点,减少农药使用,降低对环境及人类身体健康的危害。

3.2节省生产成本,提高产量,增加农民收益[5]

转基因食品因为成本低,所以它的售价也相对要低。例如种植抗除草剂转基因作物能节省劳动力,种植抗虫害转基因作物能节省农药,降低成本,提高产量。抗虫害转基因玉米能增产5%~15%,抗虫害转基因水稻能增产6%。

3.3提高安全系数,保证人类生活质量[5]

转基因食品可提高安全系数表现在以下几方面,对于传统育种,老百姓最担心的是农药的残留及对身体造成的伤害,而抗虫害转基因食品因农药使用量的减少,避免了农药残留的问题;在监管方面,转基因食品比传统育种更严格。在上市前转基因食品都通过生化和动物实验检测成分方面的变化及其安全性。而用传统育种方法培育出的新品种很少被要求做这类安全检测―它们并非就不存在安全问题,例如有的用杂交方法培育的土豆新品种,就含有高含量的毒素,会对人体造成伤害。因此转基因食品的安全系数高很多。

综上所述,转基因技术可以避免传统育种中的很多弊端,具有很好的发展前景。

4 转基因食品的弊端

转基因食品又存在哪些弊端呢?不少学者做出了解释。现就学者的研究总结一些转基因食品的弊端,以便我们权衡利弊,理性地对待及选择转基因食品。

4.1可能产生畸形后代

有些人认为孕妇服用过多的转基因食物,胎儿发生畸形的概率大大增加;长期食用转基因产品易导致不孕不育。

4.2可能诱发肿瘤、致癌

最新研究发现,喂养转基因玉米的小白鼠,两年后患上了肿瘤,那么长期食用转基因食品对人体到底会有危害吗?还有待我们去验证。

4.3可能容易导致食物中毒

一些学者认为在人工获取和转入基因过程中可能会增加食物中的微量元素,造成食物中毒。

4.4转基因食品有可能导致营养流失

转入的基因是否会破坏原有的营养成分,目前还不是很明确,还需要实验的验证。

在转基因食品日渐普及的今天,对其应理性对待。希望转基因食品知识能让人们对新科技变得严谨,而非盲目听从某一方的言论观点。涉及基因安全的事情,它们的显现周期要比普通健康问题漫长得多,要耐心科学地去验证其安全性。

参考文献

[1] 门玉峰. 新技术是如何被接纳的:转基因食品技术争议研究. 现代经济信息, 2014, 6(2): 404-405.

[2] 黄铁流. 基于食品安全法的转基因食品法律规制探析[J]. 南方论坛, 2014,(10): 44-45.

[3] 董宏. 当今转基因食品的问题[J]. 生物技术, 2013,(10).

篇5

校本课程是指在完成国家和地方课程的前提下,通过科学地评估本校学生的兴趣需求,立足当地社区和学校课程资源而开展的可供学生选择的多样性课程。它是国家课程计划中重要的组成部分。建立与新课程要求相适应的生物校本课程,既是新课程改革理念的具体体现,又是新课程改革背景下提高学生科学素养的有效途径。

一、综合实践生物校本课程的设计

1.调研阶段

本阶段课程开发组的教师就校本课程相关的开发过程和理念进行系统的学习,参加南京市教研活动,向研究性学习开展得好的学校的老师和专家学习校本课程的具体开发过程。

2.调查问卷分析

学习兴趣是个人掌握某种知识技能,并经常参与此相关活动的心理倾向。只有从学生的兴趣点出发才能有效地激发学生的积极主动性,校本课程活动的开发才能有内在的学习动力。因此教师应从学生感兴趣的方面入手开发适合本校学生的生物校本课程,为此在高中基础年级学生中开展问卷调查和座谈会,了解学生的生物知识兴趣需求。

调查表的内容主要如下:

A1土壤昆虫动物生活习性的观察;

A2简易土壤昆虫动物浸制标本的制作;

B1校园植物的识别和分类;

B2植物标本的制作(浸渍标本、砂干标本、蜡叶标本、叶脉标本、风干标本);

B3植物的组织培养;

C1微生物的发酵(酒酿的制作、葡萄酒的制作、酸奶的制作等);

C2植物精油的提取;

D1科学饮食与营养;

D2养生与保健;

E1转基因食物的利与弊;

E2克隆技术与生物伦理

3.调查结果分析

通过对调查问卷的整理和分析,从学生的选择结果统计得出,选择率较高的内容是B、C两大部分的内容,其中B1是189人、B2是176人,C1是201人、C2是197人(高一、高二基础年级的学生共243人)。调查结果显示与生活联系紧密的综合实践生物校本课程深受学生的喜爱,符合高中学生喜欢动手实践的兴趣需求。以学校课程实施的资源条件和学生的兴趣为出发点,进一步确立综合实践生物校本课程的目标和内容。

4.生物校本教学目标和内容

依据新课改理念,首先制定明确的教学目标和教学计划,按照确定的课程内容组织实施。

第一课题:校园植物的调查和标本的制作,下分三个子课题:(1)校园植物分类和挂牌。(2)校园植物标本的制作和叶脉书签的制作。(3)植物的组织培养。子课题1计划在3~4月份完成,春暖花开易于辨别植物的类型。子课题2计划在5~6月份开展,植物长势较好易于制作标本。子课题3计划在生物社团中开展,需要学生具有较高的生物实验动手操作能力。

第二课题:现代生物技术实践,下分五个子课题:(1)果酒和果醋的制作。(2)酒酿和酸奶的制作。(3)泡菜的制作。(4)植物精油的提取和分离。(5)固定化酵母菌酿酒技术。前四个子课题选择在6~7月开展,可以先带学生参观农家乐的果酒酿造,给学生一些发酵工艺的直观感受,这时的气温比较适合传统的发酵工艺。第五个子课题内容放在9~10月份,可以选择在高二选修班的学生中开展活动,对学生的动手实验能力的要求很高。

第三课题:现代生物科技与生活,下设两个子课题:(1)调查转基因食物的利与弊。(2)辩论赛:克隆技术的是与非。该课题放在11~12月份,引导学生将运用所学的生物知识参与社会生活和济活动的讨论和决策。

二、综合实践生物校本课程的实施

1.“校园植物的调查和标本”主题的实施

我校生物校本课程在确立过程中,根据学校丰富的植物资源,可以开展校园植物的分类调查活动,该活动分为课上植物调查,课外资料的收集和整理。在植物调查过程中让学生分组完成学校不同区域的植物的种类调查,每组学生利用丰富的网络资源了解植物的种类和功用,课上由学生分组汇报调查结果,采集植物制作标本和书签,汇总调查结果后由学校制牌后学生挂牌。

案例1:植物叶脉书签的创新制作

情境分析:“校园植物的调查和标本”这一课题内容学生很感兴趣,通过课外资料的收集和调查,加深了学生对身边的植物种类的了解。通过认识植物和对植物的分类,学生就能够对校园植物进行挂牌。挂牌活动普及了校园植物的分类,有很好的实践意义。在此基础上,对校园植物资源的深度开发能提高学生的动手和创新能力。

课程目标:(1)采集过程中亲临自然感受自然之美,更多地认识当地常见植物,体会植物的多样性。(2)动手制作叶脉书签,体会制作过程的快乐。(3)收集资料,自主动手,创新设计叶脉书签的制作。

课程内容:教师把编写的校本教材印发给学生每人一份,这样学生在探究学习上就有了一定的知识支架,自主和合作学习能够顺利展开。植物叶脉书签的创新制作用了两课时的内容,第一课时教师和学生一起采集植物叶片,按照叶脉书签的制作流程制作简易的叶脉书签,鼓励不同的小组有至少两种以上的叶片制作叶脉书签,记录比较不同种类的叶片,由于材质的不同,制作过程中具体操作细节的区别。第二课时共同创新植物叶脉书签的制作并进行成果反馈。

课程实施:生物校本课程分小组实施探究。

课程评价:采用发展性评价。

(1)过程性评价:小组有没有明确的合作目标,小组有没有明确的分工,是否每个人都平等参与了活动,合作氛围是否融洽,每个成员的智慧是否让他人分享,学生在学习活动中能否独立思考、主动发现问题,开创性地解决问题。每项10分,组内和组间互评相结合。

(2)Y果性评价:对制作流程有没有独到的见解,成果有没有新颖和创新之处。每项20分,师生共同评价。

成果展示与体会:向学校申请橱窗展示学生的作品,学生把自己的作品贴在橱窗展示板上向全校师生展示成果。精美的书签制作得到了全校师生的认可,课间学生聚集在学校展示橱窗边对生物校本课程小组的作品发出阵阵的赞美声,有的同学还要购买小组成员的作品做书签,还有的同学向生物小组成员讨教方法,想自己制作精美的叶脉书签。

2.现代生物技术实践的实施

在第二课题“现代生物技术实践”中,通过收集资料,生物社团的同学们开展了复合果酒制作的研究性学习活动。

案例2:复合果酒的酿造

情境分析:苹果是人们喜爱熟悉的水果,口感好,营养丰富,我国的华北地区产量丰富。梨润肺止咳,含有大量的人体所需的氨基酸和维生素。随着物质生活的丰富,人们对各种口味的水果酒的需求日益增大,樱桃酒、苹果酒、李子清酒等水果酒广受欢迎。但复合果酒的开发却不多,本活动在已有的酿造技艺上,尝试开发不同配比的苹果和梨子复合果酒。

课程目标:

(1)查找资料学习了解复合果酒酿造的具体工艺流程;

(2)预处理苹果和梨子原料,对苹果汁和梨汁进行防氧化处理;

(3)通过实验对比不同酿造工艺条件下复合果酒的品质;

(4)活化接种酿造果酒的活性干酵母;

课程内容:

(1)准备仪器设备;

(2)活化干酵母菌种;

(3)发酵前苹果和梨的预处理;

清洗苹果和梨子表面的污渍,去核,切片,榨汁。

将静置了24小时左右的苹果汁和梨汁去除果渣等沉淀物,得到的苹果汁和梨汁。

(4)接种及发酵。

将活化好的酵母菌接入按比例配比的复合果汁中,充分混匀。封闭瓶盖,在18℃~20℃下自然发酵。主发酵一般10天左右。发酵结束,果酒非常浑浊,采用果胶酶让胶体蛋白质凝固生成絮状沉淀,果酒慢慢澄清。

(5)复合果酒后发酵及陈酿。

果酒发酵后静置澄清一天左右倒瓶,尽量把酒装满瓶,瓶口封好,定时通气。

课程实施:生物校本课程分小组实施复合果酒的酿造。

课程评价:采用发展性评价。

(1)过程性评价:有明确的实验计划,合理地进行小组成员的分工,针对实验过程中出现的问题是否有可行的解决方案,学生在学习活动中是否表现出合作性,有没有创新性等主体品质。每项10分,组内和组间互评相结合。

(2)结果性评价:对制作的工艺流程有没有独到的见解,成果有没有新颖和创新之处。每项20分,师生共同评价。

实验心得与体会:通过复合果酒的制作,让学生从实践操作中了解酵母菌发酵的原理以及在生产过程中需要注意的相关事项。在学生的实验反思中,学生普遍认识到实验之前一定要规划好实验步骤,注意具体的实验操作要点。实验时,要按照具体的实验计划开展实验,要细心记录每一阶段的实验过程中出现的具体问题,根据问题相互讨论进行相应的调整和改进,对每次的实验要做好反思和总结,为下一阶段工作的开展打下基础。当澄清的果酒酿造出来后,同学们都很开心,虽然此次复合果酒味道与想象中存在一定差异,但学生内心的收获却是满满的。

三、综合实践校本课程实施后的影响

1.教师的研究能力不断提高

校本课程的研发要求教师从实际问题出发,在学习相关教育教学理论的基础上,把教学研究和日常教学工作融为一体,实现教学研究的实效性和针对性,有效地促进了教师专业素养的提高。生物综合实践校本课程的开发离不开教师教学理念的更新,根据校本课程的内容采取合适的教学形式,为学生创设问题情境,培养学生独立思考的能力。校本课程的研究提升了教师的科研素养,实现了教师专业能力的可持续发展。

2.学生的生物科学素养大幅提升

学生在校本课程学习的组间交流活动中,各个小组能够展示出自己的产品,组间学生也可以提出疑难问题。学生间的对话和讨论能够刺激学生的思维碰撞,也可以引发新的问题。在课程实施过程中,生物社团的学生起到了“领头羊”的作用,产生了积极的影响。生物综合校本的开展,提高了学生的实验操作能力,在果酒的酿造过程中学生会遇到各种新的问题,学生能够收集和利用课内外生物学资料,分析问题、解决问题,设计出有价值的解决方案。

3.学生的交流表达能力得到提高

生物综合校本课程不仅提高了学生的动手实践能力,也提高了学生的交流能力,根据实验过程数据和现象的记录,引导学生分析实验数据得出实验结论,把实验结论写成小论文的形式发表交流。学生在分享发现过程中探究学习的自信心得到了极大的提升,很多平时比较文静的学生变得很积极,参与讨论的意识很强,而且学生学会了用数据说话,根据结果反思实验过程。开展校本课程是一个长期的发展过程,要求教师持之以恒,让校本课程之花在美丽的校园中绽放!

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自1983年世界上第一例转基因烟草问世后,1986年首批转基因作物被批准进行田间试验,1988年美国成功推出了世界上第一个商业化种植的转基因大豆作物,标志着转基因技术商业化的伊始。在诸多争论中,转基因技术在作物种植中的应用仍迅猛发展,成为应用较快的农业新技术[4]。国家农业生物技术应用服务组织(ISAAA)统计数据指出,1996年批准种植转基因作物的国家有6个,2003年批准种植转基因作物的国家增加到18个,到2008年增加到25个,包括15个发展中国家和10个发达国家[5]。2008年的强势增长为将来全球转基因作物的增长提供了非常广阔和稳定的基础。预计到2015年,即商业化的第2个10年的最后一年,将有40个以上的国家批准种植转基因作物。同时ISAAA对全球转基因作物的种植面积进行了统计,2008年全球转基因作物种植面积为1.25亿hm2,是1996年的67倍,占全球作物种植总面积的8%。其中,转基因大豆种植面积6580万hm2,高于2007年的5860万hm2,占全球转基因作物种植总面积的53%,名列第1;其次是转基因玉米,种植面积3730万hm2,高于2007年的3520万hm2,占全球转基因作物种植总面积的90%;转基因棉花种植面积1550万hm2,高于2007年的1500万hm2,占全球转基因作物种植总面积的12%;转基因油菜种植面积590万hm2,高于2007年的550万hm2,占全球转基因作物种植总面积的5%。我国是全球最早开发和应用转基因作物的国家之一。商业化种植的转基因农作物主要是转基因棉花,还有小面积的转基因马铃薯和南瓜[6]。2007年我国转基因农作物种植总面积为380万hm2,占世界转基因农作物种植总面积的3.3%,居世界第6位。其中,转基因棉花种植面积已达350万hm2,占全国棉花种植总面积的90%。转基因玉米方面,中国农业科学院生物技术研究所范云六院士的科研团队研究的转基因植酸酶玉米获得转基因作物安全证书[7],标志着中国转基因玉米从此正式跨入产业化阶段,该研究所此前已将专利转让给中国奥瑞金公司。转植酸酶基因玉米可实现以环保、节能的农业生产方式生产“绿色磷”的梦想,具有巨大的产业优势和应用前景;在转基因水稻方面[8],首次获得转基因生物安全证书的是华中农业大学张启发院士课题组的Bt抗虫转基因水稻华恢1号和汕优63,为水稻转基因的发展打开了先河。

2转基因作物的利与弊

2.1转基因作物的优势

目前转基因作物为社会、经济和农业的可持续发展作出了巨大的贡献,概括为如下几个方面。

2.1.1提高产量和农民收益。从社会需求来讲,虽然杂交育种极大地缓解了全球的粮食问题,但世界人口增长十分迅速,粮食需求与供应的矛盾仍然日益突出。以我国为例,据推算,到2030年我国人口将达到16亿,而全国年需粮食将达到7200亿~8000亿kg[9]。按目前的增长速度,届时我国粮食的需求和生产能力之间将存在着1700亿~2000亿kg的巨大缺口[9],我国将面临着粮食安全的严峻挑战。美国农业资源管理局(ARMS)的调查报告显示,绝大多数转基因农作物种植户的目的是希望通过控制病虫害来提高产量[10];此外报告还指出,实际上种植转基因抗虫玉米比传统玉米增产9%,而且还减少了大量的人力、物力投入,有助于解决世界范围内的粮食问题。另外,对我国转基因棉花种植情况进行了调查[11],结果表明,种植转基因抗虫棉在一定程度上增加了棉农家庭收入,其净产值和家庭经营及生活消费支出有较大的相关关系。

2.1.2改善品质,满足多元化需求。利用转基因技术提高农作物品质方面的研究也取得了很大进展,现已成功开发出油酸含量由原来的25%增加到85%的转基因大豆新品系;硬脂酸含量由原来的2%提高到40%的转基因油菜种子及含油量提高25%的“超油1号”“超油2号”油菜品种[12];以及富含铁、锌和VA,能防止贫血病和预防VA缺乏的水稻新品种等一批特优作物品种[13]。另外,目前按人们多元化的需求,通过利用一些有利基因,增加食物的品种和可口性。

2.1.3增强农作物抗逆性。抗虫、抗病毒、抗除草剂是目前主要的转基因农作物发展的方向,相关的分子机制研究在不断深入和完善。例如,沈法富等将抗盐碱罗布麻DNA导入鲁棉6号,育成了2个耐盐碱品系,产量也有较大幅度的提高[14]。目前,国内的转基因水稻研究趋势主要是抗病虫害,并取得了一定的成果[15],如中国农业科学院生物研究所林敏博士研究团队分离了一批具有自主知识产权的高抗草甘膦EPSP合酶基因和N-乙酰转移酶基因,已获得抗草甘膦转基因油菜、玉米、小麦和棉花。郭三堆研究员主持研发的抗虫棉技术与基因专利;黄大昉教授研究团队分离克隆了众多的Bt抗虫新基因,并成功转化到主要作物上。2.1.4减少对生态环境的影响。种植抗病虫害、抗除草剂的转基因农作物可以显著减少作物生长过程中农药的使用量,从而降低农业生产对环境的污染。据ISAAA报告,1996~2006年因种植转基因抗虫棉累计少使用杀虫剂有效成分约30万t,使全球农药对环境的破坏性影响降低了15.5%,2007年减少使用杀虫剂14万t[16]。此外,据了解,全球农业用水占淡水总量的70%,而到2050年人口将增加50%,达到92亿,这明显不能实现可持续发展[17]。在全球淡水资源日益紧张的情况下,预计未来具有抗干旱特性的转基因作物将对全球农业生产系统,特别是对干旱严重的发展中国家,具有更大的意义。

2.2转基因作物的潜在危险

2.2.1基因环境污染问题。①转基因作物通过基因漂移使得同种或近源野生种获得某种抗性而成为更加难以防除的“超级杂草”;②转基因作物会通过基因漂移,使得外来基因在农家种或野生种中固定,由于其具有竞争优势,会导致原品种的遗传多样性减小甚至丧失;③转基因作物本身可能“杂草化”。抗虫、抗病、抗除草剂、抗逆的转基因植物,由于其在生存竞争性,如生长势、越冬性、耐受性、种子产量等方面强于野生植物,将会迅速地成为新的优势种群,进而可能演变成农田杂草[18],尤其是对本身就具有很强的杂草特性的作物,如甘蔗、苜蓿、大麦、水稻、马铃薯、小麦等,由于具备了比原亲本植物更强的生存能力而有更多的机会变为杂草[19],如此情况下,将会造成不可估量的农业损失和生态灾难[20],如加拿大农田的“转基因油菜超级杂草”。

2.2.2粮食危机问题。从国家粮食安全角度看也是一个非常重要的问题,据绿色和平国际组织统计,目前我国颁发转基因作物安全证书的3个品种涉及的基因:Bt、CpTI和CpTI/Bt,均涉及多个国外公司和研究机构所拥有的专利。一旦商业化种植,这些拥有专利的国外公司很可能利用专利获取高额利润,甚至控制我国的农业。转基因大豆占据我国大豆市场的例子足以说明这个问题。另外,阿根廷的惨痛教训也值得深思和警醒。在南美大陆,阿根廷农业资源丰富,那里的传统农业曾是成功的典范。但是孟山都开始引进转基因大豆,最初阶段,为了吸引农户选用自己的品种,孟山都并不收取技术使用费,随后阿根廷成为了转基因大豆的“试验场”,阿根廷大豆市场被控制之后,孟山都开始向农民收取专利费用,尽管农户强烈抗议,阿根廷政府也意识到了转基因大豆动摇了其粮食安全但已无力回天。

2.2.3后续安全隐患问题。2009年11月,国家农业部的农业转基因生物安全委员会颁布了2个转基因水稻、1个转基因玉米的安全证书,此次颁发的转基因安全证书,简单来讲是中国的转基因技术向主要粮食作物进军,这在世界上是走在前端的,但是转基因作物的安全隐患一直是人们争议的热点之一。诸如:转基因作物使作物的抗虫性增强,试想昆虫都无法下口的水稻,对人体有没有危害?转基因作物里面到底转入了什么样的基因,对人体免疫系统有无危害,人们有权知道,国际上除了美国之外,像欧盟、日本、韩国都强烈反对转基因作物,美国虽然大规模种植了转基因大豆和玉米,但是其中大部分用于出口和做动物饲料,用做生物燃料等,是不是可以理解为转基因作物的安全性并不能保障?这样的强烈质疑比比皆是,对主要粮食进行转基因,人们对其安全性不无担忧。尽管支持转基因作物的主要学者谈到获批的转基因水稻产品早在1999年就已经开始进行安全性评价,前后共有10多t的转基因水稻投入到动物试验中,除了研发单位外,还委托了国家疾控中心等专业第三方,进行了全方位的严格审查,但是10年的试验期限真的能保证转基因的安全性吗?答案是不确定的,这个不确定令人想起了太多的历史教训。一个广为人知的案例,即越战期间的“橙剂”除草剂案。越战期间,越共部队以丛林为掩护,与美军抗战,美国为了减少美军的伤亡人数,向南越丛林喷洒了7571万L的橙剂和其他有毒除草剂。如今战争已远去,但是这次喷洒的除草剂,不仅使480万越南人深受其害,而且也使参与喷洒除草剂的美国退伍军人深受糖尿病、非霍奇金淋巴瘤和癌症等疾病的折磨,使他们的孩子备受出生缺陷和白血病等疾病的缠绕。据俄罗斯越俄热带中心公布的分析结果,橙剂对人的健康危害是长久的,时间上不止是10年,可能长达100年以上。因此,表面上看来安全有效的产品,很可能存在安全隐患,在多年以后可能会出现一些意想不到的危害。

2.2.4生物多样性保持问题。尽管转基因作物能够增加作物的生产力,可以提高土地利用率,从而少用农药,少用农田,避免砍伐森林,有助于保护生物多样性;但现实世界复杂得多,特别是存在因为管理问题,会造成转基因作物对其他作物的挤占,而且转基因品种大多由大公司运营,很容易形成少部分品种的垄断,威胁其他品种的生存,如墨西哥的“玉米基因污染事件”。

3转基因作物的发展前景

虽然人们对转基因作物的安全性仍心存疑虑,但同时潜在的优势使其种植面积逐步扩大,并产生了巨大的经济和社会效益。特别是随着世界人口的剧增,人均耕地面积的减少,自然资源的匮乏,农业土壤盐碱化,生态环境的恶化,利用转基因技术将能更加高效、快捷地培育出符合人们意愿的农作物品种,从而确保农业的可持续发展和粮食安全。

3.1种植农户开始接受转基因作物

从全球转基因作物种植面积的逐年大幅度扩增上来看,农户极高的种植率反映出转基因作物推广良好,并为发展中国家和发达国家的大型和小型农户带来重要的经济、环境、健康和社会利益[17]。另外,据了解,接近100%的重复种植率,这反映出农户对产品的满意度,产品能够带来明显的利润,包括更方便灵活的作物管理、更低的生产成本、更高的生产率和更高的单位面积净利润、健康和社会利益、通过减少使用常规农药而使环境更加干净清洁,这无疑对农业的可持续发展作出了重要贡献。

3.2复合型转基因作物是未来的需求趋势

从农户对转基因作物用种类型需求来看,复合性状是一个非常重要的特点,也是未来的发展趋势[18],并且符合农户和消费者的多样化需求。据了解,很多国家,尤其是菲律宾、南非、哥伦比亚、阿根廷等发展中国家,希望将来能够推广复合性状作物。未来的复合性状产品将包括抗虫、耐除草剂和耐干旱性,加上营养改良性状,如增强型维他命原A金米。

3.3应加强农业科技创新能力,保障农业可持续发展

中国开放的转基因大豆领域,出现了几乎整个大豆产业被国外公司把持的事实,对我国有着十分深刻的教训。所以一旦在水稻、玉米、小麦等主要粮食作物上也重蹈覆辙,失去市场将是非常可怕的事情。黄大昉表示,是因为近年来我国对转基因大豆科研和生产缺乏扶持,特别是对转基因大豆发展的忽视,导致我国大豆技术水平和生产能力严重滑坡,无法适应国内对食用油和饲料产品迅速增长的需求。转基因大豆的教训表明,唯有发展和掌握转基因核心技术,提高农业科技创新能力,推动农业产业结构的升级,才能保障我国农业持续稳定的增长。

3.4加强转基因安全管理体系

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选修三教材的编写相对于必修课本来说有自己的一些特点,主要体现在以下方面:一是部分内容较深,技术细节较多。例如,“基因工程”的内容较深,“胚胎工程”的内容技术细节较多。二是章节之间的知识难度差异较大,“基因工程”和“胚胎工程”与“生态工程”相比,知识难度有很大的差别。三是涉及较多的讨论和辩论活动,与必修教材和本教材的其他专题明显不同。四是部分内容与必修教材内容的表述不一致,甚至看起来前后有些矛盾[1]。

课程标准明确地提出了本模块的教学建议:“本模块的教学以专题讲座和学生讨论为主。由于本模块所涉及的领域进展迅速,教师要积极引导和组织学生查阅有关资料练习撰写专题报告,并组织开展口头交流、辩论等活动[5]。”这些建议体现了本模块的内容特色,也指明了本模块的教学策略。

基于以上的分析,结合人教版选修三教材,为更好地开展本模块的教学,特提出以下的具体教学建议。

一、应用比较法提高记忆效率

选修课的内容特点是知识小点很多,前后的联系又不紧密,需要记忆的多,所以应用比较法可以提高记忆的效率。

比如,基因工程的工具中,限制性核酸内切酶和DNA连接酶的作用相比较,就很好记忆。限制性核酸内切酶是使特定部位的磷酸二酯键断裂,而DNA连接酶是在DN段之间重新形成磷酸二酯键。在目的基因导入受体细胞的时候,受体细胞不同,导入的方法也不相同。导入植物细胞采用的是农杆菌转化法,导入动物细胞时使用的是显微注射法,导入微生物细胞则是用感受态细胞法。对于植物细胞来说,受体细胞可以是体细胞,也可以是受精卵;对于动物细胞来说,受体细胞一般是受精卵。

二、与必修内容相联系

学生在必修模块中学习过的一些知识与本模块内容有着必然的联系。例如,基因工程中涉及的DNA重组技术、PCR技术的基本原理等内容与DNA的结构及复制特点相关;蛋白质工程与基因的表达相关;生态工程的基本原理与生态系统的稳定性相关。这些相关内容的教学要充分利用学生形成的已有概念,发挥学生的主观能动性,引导学生利用已有概念拓展和建构新的概念,避免死记硬背相关的知识要点。

例如,基因工程的限制性核酸内切酶与DNA复制过程的DNA解旋酶作用可以相互比较。他们都是作用于DNA分子中的化学键,而两者的作用部位不同,前者作用于磷酸和脱氧核糖之间的磷酸二酯键,而后者作用于两个碱基之间的氢键。DNA连接酶则可以和DNA聚合酶的作用相比较,他们的相同点是催化两个脱氧核苷酸之间形成磷酸二酯键。他们的不同点有:①DNA聚合酶只能将单个核苷酸加到已有的核酸片段的3′末端的羟基上,形成磷酸二酯键;而DNA连接酶是在两个DN段之间形成磷酸二酯键,不是在单个核苷酸与DN段之间形成磷酸二酯键。②DNA聚合酶是以一条DNA链为模板,将单个核苷酸通过磷酸二酯键形成一条与模板链互补的DNA链;而DNA连接酶是将DNA双链上的两个缺口同时连接起来。因此DNA连接酶不需要模板。

PCR技术可以和DNA复制的过程相比较。他们的区别有:①解旋方式不同,DNA复制是解旋酶的催化下解旋;而PCR技术中DNA是在高温作用下使DNA分子变性解旋。②它们的场所也不相同,PCR技术是在细胞外;而DNA复制是发生在细胞内的。③他们所需要的酶也有所不同,DNA复制需要解旋酶和普通的DNA聚合酶;而PCR技术需要的是耐热的DNA聚合酶。④他们需要的温度条件也不同,DNA复制是在细胞内的温和条件下进行的;而PCR技术需要控制温度,在比较高的温度下进行。⑤他们虽然都是DNA的扩增,但合成的对象是不同的,DNA复制合成的是DNA分子,PCR技术合成的是DN段或基因。

蛋白质工程和中心法则相联系。蛋白质工程是中心法则的一个逆推过程,从预期的蛋白质功能出发设计预期的蛋白质结构推测应有的氨基酸序列找到相对应的核糖核苷酸序列(RNA)找到相对应的脱氧核糖核苷酸序列(DNA)。只要掌握了中心法则,蛋白质工程也就好掌握了。

三、应用问题串法加强知识间的联系

有层次、有逻辑的问题设置可以将课本上零散的内容有机的联系在一起,层层递进的问题也可以加强学生的思考,使学生紧跟老师的思路进行,帮助学生对知识的掌握。

例如,单克隆抗体制备的教学常见的教学方法是讲解,若教师只是讲得很认真、很详细,教授者的思维与学习者的思维不能很好地切合,就会常常导致学生课上听懂课下遗忘的奇怪现象,其根源在于学生没有真正地理解,即没有时间思考,没有内化于心。在讲完动物细胞融合后,我们会讲到动物细胞融合的应用,从而引出动物细胞融合最大的用途就是制备单克隆抗体,那什么是单克隆抗体呢?在讲之前,我们可以先让学生阅读课本,并回答以下问题:

①抗体是由何种细胞产生的?

②一个B淋巴细胞能产生多种抗体吗?

③动物免疫反应产生的抗体只有一种吗?

④简述获得抗体的传统途径,这种方法获得的抗体有什么缺陷?

在回答完这些问题之后,就说科学家设想克隆单一的B淋巴细胞,形成细胞群,产生大量高纯度的抗体。但是有一些困难:动物细胞是不可以无限增殖的。让学生思考:

①哪种细胞可无限增殖?

②怎样才能得到既能产生单一抗体又能无限增殖的B淋巴细胞?

接着,我们就讲单克隆抗体的制备过程。在讲之前,给出以下几个探究问题,让学生自己先设计制备单克隆抗体的方案。

①怎样让动物产生特异性针对某种抗原的B淋巴细胞?

②培养液中会有几种细胞,如何处理?

③提取B淋巴细胞时,能否确保其单一性?

④杂交的细胞是否都是符合要求的?

在学生设计方案的基础上再补充讲解单克隆抗体的制备过程。这样以问题串的形式来讲,可以让学生的思维动起来,主动去思考,去寻找解决方法,而不是老师讲学生听,被动地接收。这样不但可以提高学生学习的积极性,而且还能加深学生对知识的内化程度。关键就是老师在设置问题的时候要合理,既不能让学生答不出来,又不能过于简单,还要在问题中将新旧知识相联系,让学生利用自己学过的知识来解决新的问题,这样会让学生很有成就感,兴趣也会更高。

四、应用竞答法增强学生的积极性

《转基因生物的安全性和伦理问题》这一专题的内容与生活联系紧密,课程内容丰富多彩,上课形式也可以多种多样。比如,生物武器的相关内容,学生们经常在电影和杂志上看到相关的知识,像电影《生化危机》是他们非常熟悉也是非常感兴趣的,二战时期日本使用过的细菌武器,他们也经常在电视和电影上看到。在上《禁止生物武器》这一节内容时,先让学生阅读十分钟的课本,然后相互交流与生物武器有关的信息。在交流完后,以小组为单位抢答老师提出的问题,问题有课内的,也有课外的,还有以前学过的。比如:

①炭疽杆菌的结构特点?(两个一分)

②与生物武器有关的电影?(两个一分)

③哪些病原体能充当生物武器?(两个一分)

④生物武器的种类?(答全给分)

⑤生物武器的特点?(两个一分)

⑥肉毒杆菌毒素的致病原理?

⑦接种天花病毒疫苗后还会不会感染天花病毒,为什么?

⑧生物武器的传播途径?(两个一分)

⑨天花病毒的结构特点?(两个一分)

⑩《禁止生物武器公约》是哪年签署,有哪些国家?

???生物武器的局限性?(两个一分)

???我国何时加入《禁止生物武器公约》?

???生物武器具有局限性的原因?(两个一分)

???中美联合声明对生物武器的态度是怎样的?(答全给分)

???与生物武器有关的战争?(两个一分)

???利用基因重组技术制造的全新致病菌有哪些?(两个一分)

???基因重组的全新致病菌有什么好处?(两个一分)

???如何防护生物武器?(两个一分)

活动进行的效果非常好,学生对这些问题都很感兴趣,都很积极地起来回答问题。如果有答错或答不上来的地方,就给出答案,不要在一个问题上浪费太多时间。在抢答完后,一般还剩几分钟时间,这时可以对本节课内容做一个小结。

五、应用辩论赛法锻炼学生的能力

专题4“生物技术的安全性和伦理问题”是以“论坛”和“热点问题讨论”的形式来编排教材,这种编排有利于明确限定讨论和辩论的主题。“论坛”的形式十分鲜明地呈现了赞成的理由和反对的理由之间的对比;“热点问题讨论”也十分明显地呈现了“争论焦点”,这样做的优点是避免主题大而多、问题杂乱而无法展开理性的讨论和辩论。

教学中是不是必须按照教材的设计逐个对论坛进行辩论呢?这样做当然是可以的,但由于有限的时间和相对较多的学生,无法做到有序辩论,而且这部分内容随着社会和科学技术的发展,人们会有新的认识。以转基因生物的安全性为例,我们上课时可以就“转基因生物与食物安全”进行辩论,而“转基因生物与生物安全”和“转基因生物与环境安全”则略讲。为了课堂上辩论赛的顺利进行,在课前要让学生做好准备工作。首先,确定正方和反方,每一方都要有一个同学陈述本方的观点。确定好人员分配后,就要学生下去收集资料。只有充分的准备才会有话可说,有内容可辩。

从我们在几个班级开展辩论赛的情况来看,如果同学们准备很充分,辩论时也是针锋相对,课堂气氛很激烈。相反,如果准备不充分的话,课堂上就会出现冷场,只有老师一个人在那里调动,尽管如此,学生还是没什么话可说。

当然,辩论只是形式,引导学生理性思考,具备相应的思辩能力是本质。因此,需要反对那种追求气氛、追求辩论技巧而毫无个人观点的辩论。科学辩论的本质在于理性思考,用事实说话,但也存在合理的假设和推理,而这正是需要让学生理解和铭记的。

六、应用情景创设法提高学习兴趣

有些专题讨论的问题虽然也和生活息息相关,但是和现在学生们的生活没有太多关联,而是和他们日后的工作、婚姻、生活密切联系。这时候,我们可以创设相应的情景或者以演小品的形式来上课。

比如,《关注生物技术的伦理问题》中讲到克隆人,就可以让他们想象如果班上有一位同学是某个明星或者某个科学家的克隆人,他们会怎样对待这些克隆人。如果是他们自己,愿意被科学家克隆吗?他们就会去思考克隆人存在于我们身边的利与弊。在讲设计试管婴儿时,就让他们假设自己已经当爸爸妈妈了,如果孩子患病了,他们会为了救自己的孩子而再生一个设计试管婴儿吗?讲到基因“身份证”时,可事先让学生排练小品《我有一张基因“身份证”》,小品的内容是主人公拿着基因“身份证”悲喜交加的人生,他因为有了基因“身份证”,提前治疗和预防一些疾病,但也因为它,在婚姻和找工作时屡屡受挫。这样,比枯燥地去讲各种问题的利与弊要生动有趣得多,而且学生们参与到课堂中来,学习的积极性也很高。

当然,各位老师肯定还有更多更好的教学方法,有的想法在不同的学校、不同的班级实施起来效果也有所不同。笔者在此抛砖引玉,希望能和有经验的老师交流,为自己日后的教学工作积累经验。

参考文献

[1] 陈世宏.《现代生物科技专题》模块的教学建议.网络导报(在线教育),2011.

[2] 陈世宏.高中生物选修3:现代生物科技专题探讨.科学导报,2012(3).

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教材是最重要的课程资源,它在课程资源的开发与利用中往往起到主导和疏导作用。因此尝试以学科知识为背景,不断分析课标和教材,明确教材中哪些内容与本市生物产业相联系。另外一个生物产业所应用的生物学原理是多层次多方位紧密相联的,因此又将高中生物必修和选修课本,打乱模块顺序,以本市生物产业资源为线索,将与高中生物课本相关的知识点串联起来,进行了高中生物本地生物产业课程资源和教材资源的整合。尝试通过参观调查,使学生加深对所学生物学原理和技术的理解,增强学生的应用能力及知识的迁移能力。通过体验企业文化,了解相关的职业和就业素质,增强学生职业意识和社会责任感。现举两例简要说明。

1.“发酵工程”课程资源——深圳金威啤酒酿造有限公司

对于微生物相关知识,看不见摸不着,内容细微而深奥,条件好的学校可以在显微镜下看看酵母,条件不好的学校学生根本不知酵母长什么样,对于微生物培养,发酵等知识,限于条件,高中学校也很难开设。学生通常只是通过书本的文字和图片,通过老师归纳出流程图,进行理解和记忆。学生学起来难于理解且很难将这些知识上升到一个感性认识。深圳金威啤酒酿造有限公司拥有目前国内最先进的啤酒生产技术和设备,其“不添加甲醛酿造”的绿色啤酒工艺带动了行业的科技创新与技术进步,被科技部列为国家科技成果重点推广项目。公司的污水处理站是市工业污水治理的样板工程。并且该公司是“深圳市工业旅游景点”之一,这为我们中学生学习微生物应用相关知识提供了良好的条件。

例如学生在参观调查时可以通过现场体验生产工艺的过程,了解微生物的类群,分离、纯化、培养、计数及保存方法;了解培养基的配制原则及种类,体验消毒和灭菌方法,联系种群生长曲线,思考为什么酵母发酵时要补充加料;联系无氧呼吸及有氧呼吸,影响种群密度的生态因子,思考影响微生物生长的环境因素,酵母发酵时需要控制的因素,体验质检人员如何对其质量进行控制;参观污水处理站时,体验其污水处理工艺,理解生物的净化作用,水体的富营养化及生态工程所遵循的协调与平衡原理等。并且可以激发学生讨论微生物在实际生活生产中的应用。这样不仅使学生在实践的过程中,自觉地把间接的理论知识与直接的感受和体验结合起来,加强了学生与生活、与社会的联系而且进一步拓展了学生的思维。

2.“基因工程”课程资源——深圳华生元基因工程有限公司

深圳华生元基因工程有限公司是国内最早研究基因工程并实现产业化的公司,成功生产国内第一例基因工程药物——重组人表皮生长因子(rEGF)。

基因工程相关知识涉及必修和选修两个模块,内容抽象深奥,虽然课本图文并茂,并且用了形象生动的比喻来说明基因工程的基本工具,如将限制性核酸内切酶、DNA连接酶、质粒类比成基因的“剪刀”“针线”“运载体”。但是只凭教师讲述是很枯燥抽象,学生也难以理解。而去到深圳华生元基因工程有限公司实地参观之后,对于这种分子水平的操作就有会有一个具体形象的感性认识,原来和自己所想的有太大的差别。在参观的过程中,学生不但对于基因是什么,在哪里,有什么功能,原核细胞和真核细胞的基因结构的区别,基因对生物性状的控制,基因表达的中心法则,获得目的基因的方法,DNA的复制,基因工程原理这些基础知识会有一个更深的理解。而且也可直观的感受PCR体外扩增技术,基因工程操作步骤,基因工程操作的工具,检测基因的表达时的方法。同时也会激发学生调查基因工程产品在社会中的应用情况、讨论转基因生物利与弊的兴趣,开拓了思维。

二、本地生物课程资源开发整合利用的体会

深圳市生物产业资源非常丰富,与高中生物相联系的本市生物产业课程资源还有许多,还需要教师不断地开发,通过实践上的应用实例,让学生身临其境,亲身体验,比单纯的应用间接的载体给学生呈现相关知识,更能使学生更好的理解了生物学原理,增强了学生的应用能力、理解力及知识的迁移能力,拓宽了学生的知识面,引导学生关注身边的生物现象,增加了学生学习生物的兴趣。

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二高中生物教学中传统文化教育的具体表现

新课程改革之下,高中生物教学中渗透的传统文化更加广泛,其内容十分丰富、实施措施更加完善、表现形式也更加多样。在高中生物教学中,传统文化教育具体表现在以下几个方面:(一)探索生命规律通过丰富多彩的生物学科知识积累和实验探索,增强高中生物学生的德育范畴,在生物学中探索“植物细胞结构”、“生物进化规律”和“植物生长经验”,逐渐形成辩证的唯物主义思想,加深学生对生物相关知识的理解和认同。从细胞的分裂、分化中领会到生命的神奇,从而更加尊重生命、珍视生命。在对生物科学的探究中体验生命存在的价值和意义,有利于学生在学习的过程中把握生物知识,形成客观的思想和认识。(二)凝聚思想价值在高中生物课程中,学生不但要借助于生物实验,体验学习乐趣,更要在生物教师的带领下,感受学科中蕴含的思想内涵。例如在“动物的运动和行为”中,通过教师的讲解,能够培养学生对动物的喜爱之情、关切之情、理解生物学中的“进化与适应”思想,使学生能够透过生物教育的现象看本质,养成珍惜自然、热爱自然、保护自然的发展观念。除了要具备和谐的发展意识,还可以结合传统文化,引导学生感受“羊羔跪乳、乌鸦反哺”的感恩之情。此外,在基因遗传与变异教学内容中还可以引导学生了解近亲结婚的危害性等,只有这样,学生才能够跳出生物教育的局限性,在思想上更加健康,养成大胆质疑、勇于探究的思维和能力。(三)端正生活心态“珍爱生命、远离烟酒、拒绝、关注健康”是高中生物教学中的一个重要部分。通过生物科学知识的渗透,能够促使学生将“识毒、防毒”和“生命、健康”信息融入实际生产、生活中,自觉的运用生物技能,处理和解决生活中存在的问题。并且通过生物科学历史和传统文化的深入,弱化高中学生承受的升学压力,逐步养成科学的学习、生活习惯,使学生形成科学的人生观和价值观。(四)继承优秀文化随着社会的发展,社会主义精神文明的建设在总体上呈现出了积极的发展态势。中华民族传统文化中积蓄的力量和知识直接体现出时代的精神特色,融合健康的道德观念,实现了中华民族传统文化和生物教育的相互结合。对于高中学生来说,生物课堂是他们探索知识的重要空间,也是继承优秀文化的发展阵地。发展传统文化对高中学生来说具备一定的优势。除了让他们能够肩负起文化传承的责任,还能将“礼、义、仁、智、信”等中华民族优秀的传统文化能够被学生继承下去,将优秀的文化发扬光大,切实提高高中学生的素质教育。

三高中生物教学中渗透传统文化遭遇的瓶颈

对于处于青春叛逆期的高中学生来说,他们对新鲜事物抱有好奇的心理,难免会受到不良思想的诱导,从而在自身习惯、生活心态等方面产生不利影响。特别是受独生子女的影响,任性、自我的思想负面层次不断上升。(一)高中学生的学习压力较大受应试教育的影响,我国的高中生承受着较为繁琐学习任务和升学压力。处于青春叛逆期的学生在成长过程中,受家庭、学校、社会等方面的影响,无论是生理还是心理上都产生了巨大的变化。高中生在处理学习任务的同时,还要进一步适应青春期的心理问题,这些压力如果不经过正确的疏导,就会使高中学生出现潜在的心理隐患。在人际交往、青春期教育上呈现出一系列的问题。亟待相关工作者通过训练、辅导等形式,促进生物教育中健康教育的发展成效。(二)生物教育和传统文化缺乏融合一直以来,生物教育被广大教育者认为是一项技术性、探究性的专业课程。对于学生的学习能力培养,教师需要在课程方法、评价措施、课堂内容等方面进行多方的探索。在生物教学中,传统文化的挖掘仍然存在着空缺。缺乏相关著作文献和技术探究。特别是发展领域的空白使生物教育和传统文化难以融合,学生无法获得更加高效思维形式,导致学生的实验能力和科学素质无法得到统一。

四如何在高中生物教学中渗透传统文化教育

在生物科学探究的过程中,教师需要让学生进一步了解生物课程中存在的依据,形成正确的人生观、科学观和价值观。使传统文化教育发挥出应有的成效,具体分析如下:(一)认识生命,善待他人对于高中学生来说,对于生命他们有着很多的不解。在生物教学中,生命的起源以科学的方式呈现出来,对他们来说具有重要的意义。对于青少年生物教育来说,其中融合的传统文化是对生命的尊重、理解和珍视。在《孝经•开宗明义章》中,有着这样的一句话。“身体发肤,受之父母,不敢毁伤,孝之始也”。意思就是说,身体是父母所给的,不能进行毁坏,这是传统孝文化中的重要内容。这句话和高中生物教育中生命的教育和发展有着深刻的关联。当前社会中,青少年生命教育的缺失导致了一系列的社会问题,在生物教学中传统文化的渗透,能够对青年学生进行积极健康的思想引导。因此,教师应该结合高中生物教材中的人体生理知识,使学生在生物课程中体会人体孕育、分娩、成长等过程,深深领悟到生命的珍贵。从而更好的理解父母、照顾自己、善待他人。(二)凝聚情感,深化思想在高中教育阶段,学生的自我意识得到了充分的提升。人是万物的灵长,为此教师需要在生物教学中,根据《高中生物课程标准》“情感态度和价值观念”的融合,赋予学生良好的思想心态、生活习惯和学习目标。例如,在苏教版必修三《人体生命活动的调节》的教学中,教师需要引导学生结合相关内容制定科学的作息时间,在生物教学中让学生养成“珍惜时间、重视规划”的学习思想,使学生能够对自己的时间、习惯进行调节,进一步提高学习效率,从而促使学生养成良好的行为习惯。高中学生的身心发育如果能够和传统文化相互结合在一起,就能够实现更好的教育成效。教师除了要对学生的自我意识进行深化,还要立足生物发展优势,结合语文、历史、政治、地理等内容,探究科学技术中存在的精神和理念,塑造正确的人生观和价值观。例如,结合传统文化,结合礼仪、忠孝、爱国、修身、齐家等内容,对学生进行科学教育,提高生物教学中的科学性和人文性。(三)多措并举,德育为先教师在教育的过程中,其发展核心是学生在教育的过程中更加“成人、成才”。在生物教学中,教师要在传统文化教育的渗透过程中提升学生的发展理念,通过形式多样的措施,引导学生修德做人。例如,在学习“细胞的增殖与分化”上,教师可以一主旨,激发学生学习热情。对于不同的课程,不能简单粗暴的逢课必用多媒体,要把精力放在如何调动学生学习积极性和如何提高学习效果上来,老师们要积极探索二者的主动对接和深度融合,而不是简单应用,喧宾夺主。(三)多媒体应用要适度、适时不能让多媒体信息满堂灌,过犹不及。尽管丰富多彩的画面,有声有色的资源有助于将学生带入情景设置,但另一方面教师更应配合这些图片、动画适时讲解,点拨。严格控制课堂教学内容,不仅要重视讲授,更要注重吸收和消化,不能违背了小学生循序渐进的学习规律。

作者:李影 单位:贵州省兴义市第五中学

参考文献

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中图分类号:G640文献标识码:A

生命科学是与人、社会、环境结合最紧密的学科,面向大学生开设生命科学课程是通识教育中不可或缺的一部分。我校生命科学导论通识课程自2008年以来积累了较为丰富的教学经验,教学内容在趣味性、可操作性以及规范性,重视对非生物学专业学生的授课方式,在培养学生的综合素质与创新意识方面取得了良好的效果。

1反思教学的基础元素

“授人以鱼,不如授人以渔;授人以渔,不如授人以欲。”一个好的称职的教师,不但要给学生以知识,还要教会学生自学的方法。教师是教学活动的组织者,是影响教学有效性的最重要的因素,教师的整体综合素质和情感操守等对教学效率具有重要影响。团队成员在承担《生命科学导论》课程以来,一直在不断丰富专业知识,“学然后知不足,教然后知困”,要改变教学思维,首先改变我们自己。为此我们采取了多种方式提高、升华和创新自身教学水平。

1.1学习优秀团队经验

为提高自身素养,2013年我们邀请清华大学名师吴庆余教授来我院座谈教学经验,分享教学科研成果;2014年课程组11人先后到清华、北大、浙大、上海交大、同济大学等高校观摩学习、取经交流座谈;每年派数名教师参加在广东、福建、山东及本省的教育教学研讨会;定期开展本学院课程组任课老师的互学教学交流。每一次学习都受益匪浅,不仅增加了知识的积累,在交流中也增加了个性的塑造,对生命前缘的理解和认识更加深刻。热爱教育事业,热爱学生,严格自己,身正为范,这本身就彰显了一种让所有生命更加绚丽的理念。

1.2积极申报参与学校的教育教学项目

《生命科学导论》不应该局限于现有的知识体系,应该属于生命学科的大范畴。为整合学院教学资源2015年我们申报并获准了1项重大教改项目“生物技术创新性综合实践教学平台的建设”,2项重大孵育项目《基于生态学视野构建生命教育课程》、《生化》。这是以生命基础教育拓展的新尝试,也是优化现有教学资源的具体体现。

1.3展示教学新成果,触及科学前缘

生命科学的内容不但要注重传统意义上的基础性和系统性,还要注意内容的新颖性、趣味性、科普化、生活化和多样化。要展示生命科学研究最新进展,必须时刻关注前缘动态,重新选定教学内容以触及科学前缘。

2教学方法新探索

2.1讨论、质疑、引发大脑风暴

过去我们的课程以教为主,重视知识的直面传播。重知识、轻能力、重书本、轻实际、重考试、轻应用,以教师、课程、教材为中心。教师自始自终控制着整个教学过程,学生的主体性得不到充分发挥。通识课程建设以来,通过各种学习我们采取了互动式教学,鼓励学生大胆提问,踊跃发表自己的观点和想法。为此我们针对有关生命科学问题展开分组讨论,先后讨论了优生优育、最强大脑、克隆人、转基因技术的利与弊等热点话题,在强烈思维观点冲击下,学生的知识体系一次次刷新,关注了解生命科学的兴趣更加浓厚,跟踪讨论问题的意愿更强烈。

2.2分享经典阅读体会

激发学生学习的兴趣,鼓励他们通过网络查阅和观看生命相关的影像、文字资料。同时通过助教把最新的研究成果放在qq群中,让同学们思考和探索,发表个人意见并邀请他们在课程展开讨论。对《生命是什么》、《寂静的春天》等生命科学的經典文献在课堂中导读,并鼓励学生发表心得体会,积极参与学校组织的经典阅读开放周。

2.3参观调查,贴近生活

组织学生参观、调查校园植物,并对其分类,从根茎叶到花果实种子,了解其生活史,并鼓励学生对所调查的每种植物通过查阅文献资料,了解其用途;对于一些珍稀物种,强调其作用地位以及普及植物资源对生态环境的重要性,不仅让学生学知识,还能长见识。鼓励他们参观动物园、动物标本馆,让学生零距离领略大自然的神奇以对生命科学知识和生活环境有深刻的认识。

2.4厚基础、重操作、宽口径,为交叉学科精心的筛选教学实验

一直以来,生命科学的实验课与理论课严重脱节。为了重视非专业学生基础知识、动手能力的培养,我们每学期精选2-3个趣味性与专业性相结合实验,拓展学生的知识面,鼓励学生自己查阅文献,亲自动手规范化的操作实验,激发学生想象力和创造力,促进学生积极主动思考问题、提出问题,注重学科交叉融合,全面提高大学生的综合素质。再通过多角度、多层次、全方位的实验教学,让学生们对生命科学知识产生全新的认识,深思人类、社会、环境和谐发展的问题。

3改革考核评分标准

考核是课程教学的一个重要组成部分。《生命科学导论》作为一门通识教育课程,其考核方式不仅要考查学生对知识的掌握,还要注意考查学生的道德素质、学习态度、动手能力以及创新能力等综合素质和能力。因此,在面向非生物类专业学生加强素质教育的过程中,经过多年的不断探索,我们抛弃了以往单一的闭卷期末考试的方式,采取了更加灵活全面的考核方式,将考核贯穿于整个教学过程中。平时表现+讨论+实验+期末各占一定比例。该考核方式突出了对学生的基本科学素养、生命科学知识掌握能力、综合表达讨论能力、实验技能及实验结果分析能力的考核,对学生端正学习态度,认真上好每一次课程有很大的促进作用,同时对于提高学生的学习主动性,培养学生的生命科学综合素质也起到了积极的推动作用。

4教学效果硕果累累

新的教学理念带来新的教学效果,在教学中我们不断吸纳各种知识以丰富完善自己,同时将教学成果分享给同行。我们编写出版了《生命科学实验教材》,先后发表教学论文共计5篇。

作者:李萍等

参考文献 

[1] 周红.授人以鱼,不如授人以渔——例谈综合实践活动中的方法指导[J].新课程(教研),2011(07):60-61. 

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课堂交互反馈系统是一种用于课堂教学过程中的教学互动技术工具,在课堂的互动教学环节中,教师可以通过该系统抛出问题,学生可以通过该系统进行互动投票,参与讨论,投票结果可以实时。教师根据系统给出的反馈数据结果,能及时了解学生的学习情况,进而更好地组织课堂教学。

笔者以上海交通大学生命科学学院开设的本科生通识教育核心课程“生命科学导论”的课堂教学实践为例,对课堂交互反馈系统这一教学技术工具在课堂教学应用过程中的一些方法和经验进行探讨、总结和展望。

基于课堂交互反馈系统的教学实践

1.大班教学带来的问题

大班教?W是高校常见的授课形式,上海交通大学从2009年9月开始开设本科生通识教育核心课程,此举成为实施通识教育的重要举措,该课程也是大班教学比较集中的课程。笔者以“生命科学导论”这门受广大学生喜爱的本科生通识教育核心课程为例,对2014―2015和2015―2016两个年度“生命科学导论”课程的学生选课和个人信息数据进行数据采集,并发现该课程具有以下特点。

(1)班级规模大

从选课人数来看,选课的班级人数最高值达到205人,平均人数也达到70~80人左右,教室空间较大,这就造成教师在上课过程中与学生的紧密交流受到人数和空间环境的阻碍。

(2)学生异质性,组成结构分散

笔者对2015―2016春季学期的一个173名学生的班级进行了数据统计,结果显示选课学生来自17个院系,学生的年级结构横跨了四个年级。这种情况就会造成班级的学生互不相识,师生间和生生间的互动也因而受阻。

(3)由此带来的教学困扰和难题

一是教师无法即时掌握学生的学习效果。在大班教学中,学生无法和教师进行一对一的互动,也无法将课堂学习过程中的学习效果和疑惑即时反馈给教师,师生间的信息交流和反馈没有形成双向反馈机制。

二是教师无法即时调整教学内容和进度。由于学生所在的年级、认知结构和先修知识水平的差异,教师在授课过程中很难把握学生对重难点的掌握情况,不知道授课进度安排是否合理,而且也无法即时地调整教学内容和进度,并采取相应的教学策略。

三是课堂互动的人数有限。在大班教学中,面对上百人的课堂,教师一方面要活跃课堂气氛,带动学生进行深入的思考,一方面又要与学生交流互动,然而班级人数较多,时间有限,要让每位学生都能积极参与互动是不现实的。

笔者提出的课堂交互反馈系统则能够解决教师在教学中遇到的实际问题,并通过教学技术工具的运用辅助教师解决教学难题。

2.基于课堂交互反馈系统的教学实践过程

课堂交互反馈系统在“生命科学导论”课程中的应用实施过程主要分为以下几个环节。

(1)课堂导入环节,激发学生学习兴趣

在课堂导入环节应用课堂交互反馈系统主要是为了激发学生的学习兴趣,引发其对后续课程内容的思考和问题的带入,这是进行课堂学习的预热环节。

例如,在讲解“生物大分子”一节时,教师首先利用课堂交互反馈系统向学生提出两个问题:“哪类食物更有营养?”“以下哪类食物你最喜欢?”实时统计的反馈数据表明,多数学生认为肉类更有营养,而且多数学生也更偏爱肉类和甜食。接着,引导学生探讨肉类、甜食等主要成分是什么,什么是营养,为什么多数人偏爱肉类和甜食,进而拉近学生与蛋白质、核酸、脂类、多糖等生物学概念的距离,从而激发了学生深入了解这四大类生物大分子结构及其主要生物学功能的兴趣。

(2)课堂重难点内容即时检测,教学策略调整

在讲授重难点知识时,教师抛出互动问题,通过投票的方式及时了解学生对知识的掌握程度。如果某个知识点大部分学生已经掌握,则可以开始进行下一步讲授;如果学生的投票比较分散,各持己见,教师则要针对该问题调整教学方法和策略,对该知识点进行讲解并进行新一轮的投票,诊断教学效果。

对于教学中的难点内容,除了在讲解相关知识点后,利用课堂交互反馈系统对学生掌握及理解的情况进行实时调查外,教师还可以在讲解前或初步讲解后,抛出1~2个学生容易理解错误的问题,让持不同观点的学生展开讨论,这样不仅可以帮助学生更加准确、深入地理解相关难点内容,而且还能锻炼学生表达、思辨以及逻辑推理等方面的能力,从而收获更好的教学效果。

例如,在讲授“与卵子发育”一节时,教师不要先介绍和卵子的模式发育过程,可以先抛出如图1所示的问题。统计学生的反馈,可以发现多数学生将高龄孕妇胎儿染色体数畸形几率高归因于污染、体质等。接着,引导学生展开讨论,了解为什么环境污染等原因并非主要原因。这时,教师再介绍减数分裂从男子青春期后开始,但初级卵母细胞早在胚胎期就开始了减数分裂,并停滞十几年到四十余年,然后引导学生讨论卵子特殊的发育方式与胎儿染色体数异常之间的关系,最终达成共识。这样,学生不仅掌握了卵子、发育的相关知识,更能锻炼沟通交流以及逻辑思维能力。

(3)有针对性的分组,组织有效课堂讨论

通过课堂互动反馈的数据,教师可以更科学、有效地将学生进行同质或者异质分组,便于合理地开展课堂讨论。

例如,在讲授“新兴生物技术及其伦理”一课时,教师介绍完“人工辅助生殖技术(俗称试管婴儿技术)”后,可以组织学生分组讨论试管婴儿技术相关的代孕问题。接着,教师介绍发生在其他国家的一些滥用试管婴儿技术的负面案例,并组织学生讨论“我国严格禁止代孕的利与弊”,这时,教师就可以利用课堂交互反馈系统,根据学生的观点进行分组,引导学生从伦理、法律、亲情以及社会接受度等方面展开辩论。这样同组的学生均持相同观点,使得两组学生辩论起来非常真实,气氛也更热烈,并能够收到良好的教学效果。

(4)课堂小测验,教学效果及时诊断

课堂交互反馈系统可以帮助教师及时了解学生掌握知识的情况,从而及时调整教学进度与难度,确保学生能够掌握新知识。

例如,在讲解“生物大分子”一课时,“手性”与“手性分子”是学生容易产生错误理解的知识点。因此,教师可以在介绍完相关概念后抛出测验题,通过课堂交互反馈系统就可以了解有多少学生掌握了“手性”的概念。接着,教师可以根据具体的掌握情况,相应地调整教学进程,如更换讲授方法或让答对的学生讲解自己是如何分析和理解的。

(5)问卷调查,改进教学方法

教师可以通过问卷调查了解在互动课堂授课还需要改进的地方,并通过改进教学方法、教学技术逐渐磨砺出一节好课,最终形成正向的反馈机制,教学相长。

3.基于课堂交互反馈系统教学实践的反馈

(1)来自学生的反馈

笔者对学生使用课堂交互反馈系统的满意度进行了问卷调查,共收集341份问卷,得到如图2所示的数据。

从问卷调查的满意度来看,75.48%的学生赞成对活跃课堂气氛很有帮助,78.66%的学生赞成师生间的互动程度有所提高,71.98%的学生赞成回答问题的积极性有所提高,69.75%的学生赞成在课堂上进行思考的时间增多,71.33%的学生赞成对学习内容的掌握程度有所提高。对于使用课堂反馈系统进行教学,学生的满意度达到50%以上,有些学生将投票终端称之为课堂神器。

(2)来自教师的反馈

笔者通过问卷和访谈获取了教师使用课堂交互反馈系统的满意度的数据。从数据可以得出,教师认为交互反馈系统在上课时最有帮助的功能是活跃课堂气氛、教学效果诊断,教师认为课堂反馈系统中采集的互动数据能够带来的教学辅助有课程签到出勤率统计、纳入平时成绩管理、学习情况诊断和反馈、课程题库建设与使用、错题集集锦等多项功能(如图3)。90%的教师表示他们在后续学期还想继续使用互动工具进行教学。

教学实践的总结和经验

课程交互反馈系统为大班教学所存在的问题给予了技术的支持,笔者通过长期的实践,取得了良好的教学效果。下面,笔者总结了利用教学技术工具辅助教学的一些实施经验。

1.熟练地掌握教学技术工具是成功实施技术融合教学的基础

教师能够熟练操作交互反馈系统是技术能否真正融合课堂的基础保证,教师在运用互动工具之前必须经过认真的培训以及演练,只有完全熟练使用后才能进入课堂使用,否则在课堂中会出现因教师对教学工具操作不当而中断教学进程的问题。[1-3]

2.技术工具要自然地融入教师的教学过程

技术工具本身是从师生的真实教学需求出发而产生的,成功地运用技术工具并不意味着教师一定要马上摒弃其固有的教学形式和方法。在技术工具服务于教师教学伊始,不妨将更多的精力放在如何在原有模式下运用得更好上,而不是一味地追求彻底改变。当能够熟练地将技术运用于原有教学时,教师就会产生新的期待和需求,这时再去尝试更好的、新型的教学方法。

3.课堂互动反馈系统需要高质量的题库进行互动

在以问题为驱动的互动课堂教学中,提问质量的好坏直接影响教学活动开展,且学生喜欢回答具有挑战性的提问。因此,建立高质量的问题库是应用互动反馈系统进行课堂教学的重要环节。

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关键词:转基因食品;社会效益;社会风险

自从基因工程技术在20世纪80年代诞生以来,这项新兴的生物基因技术浪潮席卷了整个世界。于是,各种各样转基因食品、药品和实用基因工程技术相继呈现在我们现在的社会中。在基因工程的产品中,引起关注最多的要数转基因食品。面对转基因技术和转基因食品可能带来的安全性、风险性问题的担忧,我们应该以科学的态度来对待,既不能过分夸大转基因技术和转基因食品的风险而忽视了它的潜在利益,也不能鼓吹它所带来的利益而视风险于不顾。进入21世纪,转基因食品得到了更快的发展,在人们的日常生活中转基因食品已经很普遍了,转基因食品也成为社会讨论的热点问题。

1.转基因食品的定义与现状

1.1转基因食品的内涵

转基因食品又称基因改性食品。从狭义上说,是利用分子生物学技术,将某些生物(包括动物、植物及微生物)的一种或几种外源性基因转移到其他的生物物种中去,从而发行的遗传物质使其有效地表达相应的产物,并出现原物种不具有的性状或产物,以转基因生物为原料加工成的食品就是转基因食品。①这是所指外源性基因,通常是指在生物体中原来不存在的基因,在某些情况下也可指在生物体中存在的基因。因此,转移了外源基因的生物体会因产生原来不具备的多肽或蛋白质而出现新的生物学性质,一种生物体新表现型的产生,除可采用转基因技术外,也可对生物体本身的基因进行修饰而获得,在效果显著上等同于转基因,这便是广义上的转基因生物。

1.2转基因食品现状

1983年第一例转基因植物构建成功,1985年转基因鱼问世,从此揭开了转基因食品生产的序幕,并在短短的十几年取得了重大进展,各国已试种的转基因植物超过4500种,已批准商业化种植的近90种,目前常见的转基因食品有玉米、大豆、西红柿、油菜等。除转基因植物性食品外,还有转基因动物性食品,如乳制品、肉制品、海产品以及基因工程菌株等。据国际有关组织统计,全球转基因农作物的种植面积大幅度增长,1996年仅为170万公顷,2000年估计可达4420万公顷。2000年共有13个国家种植转基因作物,分布于六大洲,其中美国占68%,阿根廷占23%,加拿大占7%,中国占1%。发展中国家转基因作物主要种植国除阿根廷、中国外,还有巴西、埃及、印度和南非等,2000年转基因大豆占全球转基因作物种植面积的58%,其次是转基因玉米,转基因棉花居第三位。②

目前,国外大量的转基因农产品已被直接或间接地制成人类食品。在美国和加拿大,软饮料、啤酒、早餐麦片都有含有转基因成分。美国甚至有60%的零售食品中含有转基因成分。涉及到蔬菜、谷类和饮料。英国的报告显示,该国超过7000种的婴儿食品、面包、人造奶油、香肠、肉类产品和代肉食品等,可能含有经过基因改造的大豆副产品。我国从80年代末开始转基因食品的研究开发,近年来已取得突破性进展,如中国农业大学的耐贮转基因蕃茄;中国水稻研究所的转基因水稻;北京大学的抗病虫害蕃茄、甜椒等。据不完全统计,我国已有蕃茄、甜椒、抗虫棉等6个品种获准投入商业化生产。1999 年我国转基因作物种植面积为30万公顷,品种以蔬菜和棉花为主,其种植面积仅次于美国、加拿大和阿根廷,居世界第四位③。

2.转基因食品所产生的社会效益

2.1具有成本低、产量高的特点

转基因食品的成本只是传统食品的40%至60%,而产量至少增加20%或可增加几倍甚至几十倍,如大力发展,可大大缓解发展中国家食品短缺的矛盾;第二,转基因生物具有抗草、抗虫、抗逆境的特性+将抗草、抗虫、抗逆境的基因转入到特定农作物中,不仅可降低农作物的生产成本,还提高了产量,且减少了农药、化肥对人体伤害和及土壤性能的破坏,及其对环境的污染。④从这种意义上讲,转基因食品也是绿色食品;第三,转基因食品品质及营养价值较传统食品高。如转基因的谷物食品赖氨酸含量高,可提高营养价值。而且还可去除其某些不利的基因成分,如通过基因手段抑制或去除能导致洋葱具有刺激性的一种酶,就能消除洋葱的刺激性,而且不会影响其味道和营养成分;第四,保鲜性能增强。利用转基因技术增强食品的保鲜功能,主要利用反义技术抑制酶活动,延迟它的成熟和软化的反义DNA基因番茄,可延长储藏及保鲜时间。

2.2转基因食品的营养品质价值更显著

首先,基因工程技术的发展为种子蛋白质的改良,改变植物食品中氨基酸组成及含量提供了可能。shireen等用转基因和非转基因马铃薯蛋白粉饲喂雄性小鼠28天,膳食中控制酪蛋白的摄入,饲喂转基因马铃薯蛋白粉小鼠的蛋白质利用率显著高于饲喂非转基因马铃薯蛋白粉小鼠(P< 0.05);其次,通过基因工程对食品中酶的改变来实现对碳水化合物的改进,人们已经将内源和外源的淀粉合成酶翻译基因成功导入到马铃薯中,获得了支链淀粉含量很高或者完全不含直链淀粉的马铃薯。⑤对油脂的改良也可以通过基因工程来进行,国外一家公司通过反义抑制和共同抑制油酸酯脱氢酶,成功开发了高油酸含量的大豆油,这种新型油具有良好的氧化稳定性,很适合用作煎炸油和烹调油。

3.转基因食品潜在的社会风险

3.1转基因食品对人类身体健康的潜在风险

有一些例子表明转基因食品对人体健康有伤害的风险。在实验中,老鼠吃了转基因马铃薯导致器官生长异常,体重和器官重量变轻,免疫系统受损。虽然报道有些夸大, 但它反映了转基因食品对人类健康存在伤害的风险。因为转基因食品是把一些病毒、毒素的基因或抗性标识基因转入到目标生物体中,这些新转入的基因是否对人体健康带来危害,我们目前还没有足够的证据来证明。美国一个研究中心的实验报告表明,同一般大豆相比,在抗除草剂的转基因大豆中,防癌的成异黄酮减少了。由于转基因食品出现的时间不长,人们对它缺乏了解,转基因食品有许多不确定因素,现在得出转基因食品对人类健康没有危害的结论还为时过早,还存在许多潜在的健康风险。

3.2转基因食品对生态环境和生物多样性的影响

从目前对转基因作物和转基因食品对生态环境影响监控的情况来看,它对生态环境的负面影响或危害比对人体健康的负面影响或危害要明显得多,这一观点也得到一些转基因技术科学家的认同。英国的然和美国的《科学》杂志都发表了相关的科学研究论文,认为转基因作物减少生物多样性,破坏生态环境的可能性较大。美国加州大学伯克利分校环境系两位研究人员在英国《自然》杂志,认为墨西哥偏僻的瓦哈卡山区的野生玉米,受到转基因玉米的污染。⑥目前,转基因动物、转基因植物和转基因微生物发展迅速。在商业利益的驱动下,许多变异、重组和修饰的基因,堂而皇之地进入了自然界,进入了食物链,再进入生物链。这就意味着基因重组物走出了封闭的试管或实验室,有可能引起生物圈的基因污染。相对于以往任何种类的污染而言,基因污染最为特别也最为危险,因为它是一种可以自己迅速繁殖并且大面积扩散的污染。

3.3转基因食品的商业化导致利益分配不公

从当前的转基因技术和转基因食品的发展现状来看,基因工程的发展和转基因食品的商业化,不仅没有解决发展中国家的贫困和饥饿问题,没有缩小发展中国家和发达国家的贫富差距,反而进一步加大了两者之间的鸿沟。从长期来看,新的农业生物技术将会导致发展中国家农业生产的一个显著的转变,可能会使发展中国家在贸易上处于更加不利的地位、背负更多的债务和更加依赖发达国家,发达国家利用家属方面的优势不断掠夺发展中国家的基因资源进行研究开发,并在世界各国申请专利,发展中国家使用基因专利还要支付高额的专利费。在这次基因争夺战中,发展中国家与发达国家的两极分化的问题将更加严重,影响社会安全和社会稳定。

4.转基因食品的发展对策

4.1保障消费者的食品安全,提高消费者的知情权和选择权

目前,大多数人对转基因食品的了解还甚少,缺少对转基因食品的安全意识,因此对它的安全性存在怀疑。增加转基因食品的标识,包括:转基因产品或者含有转基因成分的产品,都应在产品的外88包装或产品说明书上进行标注,生产者和销售者及合同一方当事人都应履行告知的法定义务,各销售含转基因成分商品的经营者必须依法标注。让消费者通过产品上明确的标示区分转基因食品和非转基因食品。这起到了公众宣传和舆论导向的目的,让广大消费者能够明明白白的消费。消费者会慢慢了解这个东西,知识也就普及了,对转基因食品的认识度自然就高了。而如果不贴标签,就会变成欺骗和误导的行为,违反了公平和贸易的原则。这会使消费者凭他们自己的选择而购买商品。

4.2完善转基因食品的政策法规建设

虽然,我国有了《农业作物基因工程安全管理实施办法》,但这其中并未涉及进口农产品,海关也没有将转基因作为检疫标准。食品安全风险已经超越了国界,转基因食品的安全问题可能通过国际贸易迅速蔓延成为全球性的危机。⑦因此,我国应尽早立法,有一套相关的完整的法律法规,或将部门颁布的条例升级为国家法规,并且对其落实,这有利于有关部门对转基因食品进行严格的检测,真正确保消费者的利益。

4.3加强严格的规范化的监管流程和执法力度

各有关部门都应对其进行严格的评估和检测。首先要检测转了什么基因,这个基因的功能、来源、有无不良记录等。作为转基因食品,还要经受毒性、过敏性、营养成分等方面的评价,建立相关规范,标准应比任何食品都苛刻。还要接受严格的安全性评价,制定一套完整有效的长期监控机制,加强国际合作,从源头监管食品安全。充分保障转基因食品市场的公正、公开、公平。建立执法机构,确定检测机构,建立一套可以执行的国家或者行业标准。为了强化转基因食品的安全管理,确保法规的各项规章得以实施,农业部应在全国范围内开展转基因食品安全管理执法检察,食品卫生和安全监督主管部门启动对转基因食品的专项管理,制定相应的管理程序和方法。还应根据自查和督查的情况,对违法情节较严重的,公开在媒体上曝光,将公众的健康效益放在第一位,加强公众对他们的监督。做到各个部门相对独立,分工明确,责权清晰又相互协调统一。⑧

4.4抱有严谨的治学态度

在国家对转基因研究应有充足投入的基础上,积极培养人才,引进研究成果,拓宽国内外技术合作的渠道,提高相关的检测技术、检测手段。科学家对转基因食品要慎重对待,持谨慎态度,尽职尽责,了解本学科的最新发展动态,积极开展研究,不断丰富自己的专业知识并听取消费者的建议,做到对消费者负责。以科学的态度对待转基因食品的安全问题,积极引导转基因食品的健康发展。使其成为造福广大人民的“绿色技术”。(作者单位:西南交通大学公共管理学院)

注解

① 李山峰.浅析转基因食品[J].河北企业,2010,6.

② 赵改梅.当今转基因食品的现状与发展[J].内蒙古科技与经济,2005,1.

③ 杨洋.国内外转基因食品现状及其安全管理[J].食品工业科技,2004,6

④ 游文丽.浅谈转基因食品的管理[J].百家论坛,2008,12.

⑤ 毛新志.转基因食品安全的伦理透视[J].武汉理工大学学报,2007,2.

⑥ 平静.转基因食品发展的伦理原则探讨[J].吉林工程技术师范学院学报,2011,3.

⑦ 孙莉.转基因食品的人文思考[J].法制与社会,2010,11.

⑧ 谢凤连.转基因食品的管理现状及政策建议[J].经济管理,2006,22.

参考文献

[1] 杨洋.国内外转基因食品现状及其安全管理[J].食品工业科技,2004,6

[2] 游文丽.浅谈转基因食品的管理[J].百家论坛,2008,12.

[3] 毛新志.转基因食品安全的伦理透视[J].武汉理工大学学报,2007,2.

[4] 李山峰.浅析转基因食品[J].河北企业,2010,6.

[5] 赵改梅.当今转基因食品的现状与发展[J].内蒙古科技与经济,2005,1.

[6] 平静.转基因食品发展的伦理原则探讨[J].吉林工程技术师范学院学报,2011,3.

[7] 孙莉.转基因食品的人文思考[J].法制与社会,2010,11.

[8] 朱俊林.标识转基因食品的伦理动因[J].湖南师范大学社会学学报,2007,3.

[9] 曾国屏.当代科学技术前沿的几个基本特征及其哲学问题[J].学术研究,2001,9.

[10] 李波.基于转基因食品安全问题的思考[J].郑州航空工业管理学院学报,2008,8.

[11] 王茜.浅议转基因食品[J].粮食与饲料工业,2004,6.

[12] 岳玉梅.浅议转基因食品及其发展[J].农家之友,2010,8.

[13] 催雨荣.转基因食品的风险初探[J].内蒙古科技与经济,2005,2.

[14] 王晓旭.转基因食品的人文伦理思考[J].理论探讨,2001,11.

[15] 王彤彤.转基因食品的现状与未来[J].果菜与健康,2004,2.

[16] 朱忠孝.转基因食品风险的伦理思考[J].青海社会科学,2007,6.

[17] 班凌伟.转基因食品利与弊的思考[J].医学社会学,2011,1.

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