浅谈“生物技术实践”选修模块的教学

邵廷江

1本模块目标概述

本模块是实验内容，模块中所说的生物技术，是指广义的生物技术，而不限于现代生物技术。本模块内容包括“微生物的利用”、“酶的应用”、“生物技术在食品加工中的应用”和“生物技术在其他方面的应用”4部分。根据我省普通高中实际教学状况，建议将来倾向学习理工类专业或学习生物科学类专业的学生学习本模块。在学习本模块时，建议从专题2“酶的应用”、专题3“生物技术在食品加工中的应用”、专题4“尝试蛋白质的提取和分离”中选做5～7个实验。

通过本模块的学习，使学生在教师的指导下能够自己设计并进行实验。教师应组织学生进行探究性学习，给学生提供充分的实验条件及必要的参考资料等，引导学生自己搜集资料、设计和进行实验，参加和辅导学生的讨论。学习实验原理时，教师要注意密切联系必修1、2、3模块和选修2、3模块的有关知识。本模块对实验室的硬件要求较高，各中学要积极加强实验室的硬件设施建设，尽快配齐必需仪器、药品等，并做好实验仪器的清洁与维护工作，以保证实验的开设。在目前现有实验室条件下，要提高实验室的利用率，如：适当调整课时，合理分配实验室的使用时间；作好实验计划、提前布置实验课目和实验的准备工作，缩短实验室的运转周期等。

2学习要求与教学建议

2．1酶的应用

学习要求：参考课程标准“4.2酶的应用”。

教学建议：这部分内容的重点是研究酶在生产生活中的实际应用，包括制作果汁、洗涤衣物以及通过细胞的固定化技术应用酶。

关于酶的存在与简单制作方法内容，重点是通过对果胶酶作用的实验来了解酶的功能。这部分内容可以由学生自主学习完成，通过资料查询、网络课件演示、小组合作研讨等，让学生认识到酶的研究、生产和应用对于人类生活的重要性。实验时教师让学生自己动手榨取果汁，分组进行实验，然后通过学生的讨论、交流，研讨果胶酶的作用。

酶活力的测定的重点是通过对果胶酶作用最佳pH和最佳温度的探究，了解酶的功能。实验时，教师引导学生设计实验方案和实验流程，并通过研讨和评价，确定和实施实验方案。

关于加酶洗衣粉去除衣服污渍的效果，可以尝试要求学生分成若干实验小组，每个小组制定不同的实验方案，用实验找出在什么条件下使用加酶洗衣粉效果最好，比较哪种洗衣粉能更有效地清除油渍。

在尝试制备和应用固相酶内容中，固相酶的概念对学生来说并不难理解，但固定化酶技术在生产中的应用，学生可能感觉比较抽象，所以教师要通过指导学生尝试用包埋法制备固定化酵母细胞，再用制备的固定化酵母细胞发酵葡萄糖液，检验实验的成功与否，体会固定化酶的应用价值，从而体会和探讨固相酶的作用。

2．2生物技术在食品加工中的应用

学习要求：参考课程标准“4.3生物技术在食品加工中的应用”。

教学建议：这部分内容在必修模块中出现过的基础知识主要包括原核生物与真核生物的结构、功能、生殖方式的知识以及细胞的呼吸作用方式、过程、总反应式、条件和原理的知识。另外，还出现了一些新概念新知识，例如芳香植物中的芳香油、发酵的原理、亚硝酸盐的产生与危害等。教材在此安排了多种实验操作的方法和原理的学习，例如蒸气蒸馏法的原理和方法，果汁酒、醋、腐乳、泡菜制作的原理和制作，比色法的原理和应用等，这些内容大多是学生在必修模块中没有接触过的，因此学生在理论知识的学习和实际操作过程中都有一定的难度。

在教学中，教师可以让学生先自学有关基础知识，弄清原理，再设计实验。在设计实验过程中，教师要引导学生通过各种途径收集资料，对实验设计方案要进行审核，提出修改意见，并要帮助学生准备有关实验器具材料，组织讨论，作出评价。

从学生情感性目标达成的角度看，教学中教师还应重视培养学生求实、创新和勇于实践的科学精神和科学态度；从学生安全和健康的角度看，一方面要在学习的整个过程中强化食品的安全性教育，另一方面要在实验的具体操作过程中加强仪器使用的安全性教育，为了缩短实际操作时间，制作果酒时，可以从市场上买一些菌株；制作果醋时可以先准备一瓶醋，打开盖暴露于空气中，一段时间后在醋的表面有一层薄膜(实际是醋酸菌)，用这层薄膜进行接种。在制作泡菜并检测亚硝酸盐含量的操作中要注意：制备样品处理液时，过滤操作花费时间较长，用离心的方法进行过滤，可以缩短过滤时间，第三次离心后，滤液变得无色透明。

2．3生物技术在其他方面的应用

学习要求：参考课程标准“4.4生物技术在其他方面的应用”。

教学建议：这部分内容虽然在中学课程中首次出现，但在科学研究与应用过程中是经常运用的技术，例如，在人类基因组计划的完成过程中，人类已跨入了后基因组和蛋白质组的时代，经常需要从复杂的细胞混合物中提取和分离高纯度的蛋白质。

在教学中，教师可以利用图书报刊或网络获得丰富的参考资料，结合教材提供的资料让学生自学，或让学生查阅资料并进行讨论交流。同时，对于重点、难点知识和实验技能，教师应给予适当的指导，确保学生学习效率和学习质量的提高。

教师在指导学生实验的过程中，要给学生充分的自主发挥的空间。由于实验原理和实验操作都有一定的难度，因此教师要引导学生深刻理解与实验有关的基础知识，明确实验操作中的精细化要求，学会分析实验结果，接受教师和同学给予的客观评价。

在进行用凝胶色谱法分离蛋白质的实验时，有条件的学校应该尽可能创造条件，给学生动手操作实验的机会，让学生充分体会参与科研实验的乐趣。在实验操作的基础上，教师再引导学生分析讨论，加深对所学知识的理解和掌握。关于电泳，如果选用的是鸡血，要注意：分离红细胞时离心速度用2 000 r／rnin；检测电泳可以使用非变性胶；鸡血红蛋白为4亚基，变性后与血红素分离；若使用非变性胶，可以用血红素作为指示剂，不用染色即可观察。