北京市——北京市第二十四中學

發布時間:2015-08-18 發布人:北京川布蘭生物技術開發有限公司 中學生物實驗整體解決方案 瀏覽次數:1856次
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導讀:

    生物技術實驗室 植物組織培養實驗室 室內生物園地 北京市第24中學

樂學、求索——北京市第二十四中學“大同生態”新型教學模式

 

一.         
創建理念

生命科學對人類的文化思想、倫理價值、社會經濟等多方面產生著至深且巨的影響。在基礎教育階段普及生命科學,不僅利于科學素養的培養,而且能讓學生在了解、探究生命奧秘的過程中,感悟生命的偉大珍貴,進而尊重生命、敬畏生命、熱愛生命。

科學的發展離不開實驗,實踐性和應用性相結合的產物——生物實驗室應運而生。北京市第二十四中生物實驗室,依托川布蘭得天獨厚的專業力量,從課程設計、實驗設計的構建等方面借鑒大學本科的生物實驗課的教學經驗,以靈活多變的學習環境,為學生提供多種學習模式,鍛煉學生的多角度、多模式的思維能力,提高學生的綜合分析和創新能力,結束“教師講實驗,學生聽實驗”的教學窘境,同時加強學生的“實戰”能力,為高校優秀人才的培養、儲備打下堅實基礎。

二.         
基本建設

北京市第二十四中學的生物實驗室建設是個系統工程,取名大同生物實踐基地,由生物技術實驗室、植物組織培養實驗室、大同生態園和標本展廳構成。


1.     
生物技術實驗室

特色:與傳統的實驗室相比,除了符合教學內容的需求外,師生活動空間明顯擴大,便于分組及老師進行指導。側面邊臺的設計也考慮到公用儀器的合理擺放。依托生物技術實驗室這個新型教學平臺,學校真正的實現了寓教于樂的素質教育。

配備PCR儀、DNA和蛋白質電泳系統、高速冷凍離心機和低速自動平衡離心機等設備儀器。配置齊全、高端、安全環保,可展開多種課內課外實驗探究。

 

 圖1 生物技術實驗室


 圖2 實驗準備室

2.     
植物組織培養實驗室

特色:是北京市第二十四中學乃至整個北京市的一大亮點。自建成以來,不僅作為大同生態園的苗木供應基地,還是學生進行能力拓展的科學天地。兩屆植物組培大賽的順利開展,印證了實驗室存在的意義;節日里教師收到學生自制植物禮品,也為實驗室增添了濃濃的師生情誼。

配備立式高壓蒸汽滅菌器、超凈工作臺、電子分析天平、光照培養架、智能植物培養系統等儀器設備,運用實驗室提供的環境,開展創新實踐活動,使學生掌握植物組織培養技術,懂得創新、“團隊合作”的意義,真正做到學以致用、用以促學、學用相長。

 

圖3 組培凈化室


 圖4植物培養室

    

 圖5煉苗室                   

3.     
大同生態園

特色:是具有科技感的生態活動空間,徹底顛覆傳統的實驗室布局,僅利用有限的實驗場地,打造一個安全、可控、全天全時段運行,涵蓋環境控制、無土栽培、植物組培、生態、昆蟲和水生動物培養等??櫚納蒲笛榛肪?。在設計上完美演繹現代創新型實驗室的內涵,在運營上解決學校后顧之憂,為學校實現“施教于人,學有所用,培養創新實踐型人才”提供最便捷高效的模式。

北京市第二十四中學
“大同生態園”于2013年正式落成,被中國農科院設施農業環境工程研究中心掛牌,作為校外“實驗示范基地”。因其設施齊全,功能強大,不僅作為多種植物的繁育基地,更是學生進行能力拓展的實驗基地。

 

圖8植物無土栽培


 圖9中國農科院研究中心掛牌


 圖10學生進行選種播種操作

三.         
相關課程設計

北京市第二十四中學大同生物實踐基地的建設,除了使學校在完成日常教學內容外,還可親手種植蔬菜瓜果,在歡聲笑語中領悟植物生長發育、礦質營養吸收、生態系統等科學知識。

1、生物技術實驗室

除教學內容外,還增設“轉基因植物培養”、“日常生活食材的安全檢測”等理論與實驗相結合的拓展型課程,給與學生必要的知識鋪墊,使學生了解生命科學的最新進展,感受生命科學的發展、激發學生科技創新的熱情。

表1生物技術實驗室課程



基礎型課程



拓展型課程



研究型課題



1、生物材料中還原糖、脂肪、蛋白質、淀粉的測定


2、葉綠體色素的提取與分離


3、細胞大小與物質運輸的關系


4、果酒果醋的制作


5、制作泡菜并檢測亞硝酸鹽含量


6、果膠酶在果汁生產中的利用


7、酵母細胞固定化


8、DNA的粗提取與鑒定


9、PCR和瓊脂糖凝膠電泳


10、多酚氧化酶同工酶的提取與分離


11、植物芳香油的提取


12、血紅蛋白的提取和分離


13、微生物的實驗室培養



1、火腿腸亞硝酸鹽含量測定


2、牛奶(豆漿)中蛋白含量測定


3、人性別鑒定


4、轉基因大豆鑒定


5、真假羊肉鑒定


6、質粒DNA的提取


7、分解脂肪酶微生物的篩選與培養


8、轉基因番茄或菊花的培養


9、實驗環境和人體表面微生物的檢測


 



1、玫瑰精油唇膏的制作


2、薄荷精油手工皂的制作


3、醬油、味精中谷氨酸鈉含量測定


4、酸奶中乳酸菌的分離與計數


5、抗衰老葡萄酒或果醬的制作


6、口香糖(嚼過)和煙頭DNA的提取與鑒定


7、血斑或唾液斑DNA的提取與鑒定


8、分子雜交實驗


9、蔬菜中農藥殘留及有害物質的檢測


2、植物組培實驗室

課程目標

a、掌握植物組培的基本概念,關注植物組培技術在生產、生活中的應用。

b、初步掌握植物組培的基本操作,鍛煉科學探究能力。

c、激發學生對自然的熱愛及?;?。

表2植物組培實驗室課程



基礎型課程



拓展型課程



研究型課題



1、植物組培的基本知識


2、植物組培技術的應用


3、植物生長調節物質的種類及作用


4、組培實驗室相關儀器使用講解


5、培養基的配置流程


6、無菌接種操作


7、組培無菌苗移栽



1、植物開放性組培


2、愈傷組織懸浮培養


3、光周期和光譜對植物生長的影響


4、植物生長激素用量對植物生長的影響


5、微量元素對植物生長的影響


6、水質對植物生長的影響


7、酸堿度對植物生長影響



1、名貴中草藥的組織培養


2、植物離體保存(常溫、低溫、超低溫)


3、草莓或櫻桃的脫病毒培養


4、香蕉轉入耐寒基因研究


5、磁場對煙草苗生長的影響


6、人參皂苷的生產


7、拇指西瓜的培養


8、組培苗的大田培養


3、生物園地

生物園地是集成多???、多元素的室內模擬生態圈,真正做到將大自然帶入校園,搬進實驗室。因此,該??櫚目緯躺杓憑拖嘍緣謀冉隙嘣?、豐富化,靈活性比較強。

表3生物園地課程



1、營養液使用前后物質檢測


2、薄荷無土和有土栽培種植差異及精油含量測定


3、探究植物生長激素對生根和發芽的影響


4、光周期和光譜對植物生長的影響


5、植物開放性組培


6、植物標本書簽的制作


7、中草藥的種植活動



8、水質對植物白色花瓣的影響


9、植物營養成分和水分的運輸途徑


10、野外捕捉動物進行標本的制作


11、螞蟻工廠講解和制作


12、多種葉菜無土栽培


13、多種果菜無土栽培


14、小型生態系統構建


 

四.         
創新實踐活動

將學生領進生命科學的大門后,如何讓學生在運用生物技術開展活動的同時,能有所獲、有所長,是生物教學的關鍵。根據學生的掌握程度、年級、課時長短、材料儲備等情況,可展開形式多樣的研究活動。

1、普及類。面向全體學生,利用基礎課和拓展課,每周到實驗室接受一次培訓。根據實驗課的特點,以小組的形式開展。以教師講解、演示,學生操作、實踐為主,并以實驗報告的形式記錄每次實驗。對學生的評價重在學生的參與、跟蹤記錄學生實驗的情感、態度和價值觀的變化。學期末在學生自評、互評的基礎上,教師根據三維目標給與量化評價和描述性評價。

2、提高類。面向部分學生,利用特色課,到實驗室進行進一步的深入培訓,培養興趣,加深現代生命科學在各領域應用的認識,對相關工藝的掌握。培養和提高學生的創新意識和能力。

3、創新類。面向選擇生物實驗課題開展創新研究的學生,利用課余、周末、假期的時間,在教師的指導下進行課題的研究,必要時請大學專家進行指導。

五、案例與成果

*快樂的科學之旅——記我??蒲Э握故凈疃?/strong>

2015年1月26日,我校舉辦了自主研發校本課程“科學課”的展示活動。4位教師帶領學生們展示了內容交叉、風格迥異的3個不同主題。他們將嚴謹的科學知識融入到有趣的實驗中,帶學生愉快地邁進科學殿堂。賀念慧老師讓學生認識能源?;難現匭?,并通過植物種子吸水膨脹實驗,啟發大家尋找身邊的清潔能源;劉暢、孔寧老師帶學生測試身邊物品的酸堿度,將生物檢測知識應用于學生實際生活中;郭宇虹老師則通過教孩子們現場制作泡菜,展現了微生物學與人類不可分割的密切關系。

本次活動既展現了我校教師在校本課程成果驗收形式上的創新,也鼓勵了我校學生親近科學、研究科學的熱情與興趣。

 

*自來水中的細菌從何而來

 “全國普查自來水合格率僅50%”、“自來水中含有避孕藥”的新聞一再進入大眾視野。我們可以不吃發霉大米,可以不喝毒牛奶,可以不選擇地溝油燒烤,但是,水是生命之源,我們離不開水!

 

在城市中,供水公司采用管網供水,管網究竟會對水質造成什么影響呢?帶著問題,白同學在老師的指導下通過查閱文獻和咨詢相關專家,發現了造成水中細菌滋生的原因。

首先,管網生銹:有鐵銹,水變濁、有異味,重金屬含量增加,對人體造成危害。銹蝕的管道內壁有結垢,滋生細菌。且某些銹蝕物會和氯反應、消耗氯,從而使余氯量不夠殺滅細菌。

其次,水中存在大量不可培養的細菌:這些細菌處于不良生存環境如自來水氯化消毒后,可以進入非培養狀態,用目前國標進行常規水質檢查(培養的方法),不能使其生長繁殖,無法進行有效計數,但其仍具有代謝活性。處于活的非培養狀態的細菌,進入人體后會在一定的條件下復蘇,對人體健康造成危害。

 

白同學經過多次探究,采用活菌直接熒光計數法,用熒光染料和DNA抑制劑,在熒光顯微鏡下對水樣中的細菌進行直接觀察并計數。結果表明,采用熒光直接觀察計數法可以有效地觀察到水樣中大量的不可培養狀態的細菌。并完成課題報告《飲用水中受抑制且不可培養狀態細菌的觀察》。

*阿司匹林對植物開花凋謝作用的研究

培養基為植物提供營養,基本培養基能保證植物的生存與最低生理活動,但只有配合適當的外源激素才能繡導細胞分裂啟動、愈傷組織生長以及根、芽的分化等合乎理想的變化。

楊同學在植物組培選修課的學習中,初步掌握了組培操作技能。了解組培基本程序后,她開始思考組培的一些原理,她認識到植物組培受到激素的影響,不同的激素對植物生長影響比較大。因此,指導教師建議她從日常生活的實用性和實際使用的便利性等因素上考慮,開展養花的課題,于是經過一系列資料的查詢和市場調查,楊同學最終完成了《阿司匹林對植物開花凋謝作用的研究》課題。

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