选修3“细胞工程”一章的教材分析和教学建议，本文主要内容关键词为：一章论文,细胞论文,教材论文,建议论文,工程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
苏教版生物选修3《现代生物科技专题》中的“细胞工程”一章介绍了细胞工程领域的研究热点、一般技术、发展趋势和应用前景，旨在引导学生从细胞层面上领略植物细胞工程和动物细胞工程的基本步骤、原理和运用，以拓展学生的生物科技视野，增强科技意识，增进对生物科技与社会关系的理解，从而为进一步学习生物科学奠定基础。本文就选修3“细胞工程”一章的教学内容进行简要分析，针对课堂教学的实际提出一些建议。
一、教材分析
1.依据课程标准，理清教材脉络，编制三维目标
细胞工程是现代生物技术的重要组成部分，课程标准对本章中植物的组织培养、动物的细胞培养与体细胞克隆、细胞融合与单克隆抗体提出的要求是了解水平，对克隆技术的社会意义和通过动物体细胞核移植进行克隆的实例搜集提出活动建议。
本章的三节内容“细胞工程概述”“植物细胞工程”“动物细胞工程”呈现方式相似，首先介绍植物、动物细胞工程的基本原理和技术，对于每一项技术，教材都详细介绍了操作流程，并配有图群。接着用实例展现细胞工程技术在工业、农业和药物等方面的应用。教材在介绍单克隆抗体的制备时，主要介绍单克隆抗体制备方案的设计思路，旨在培养学生的科学思维方法。最后通过动物体细胞克隆技术，激发学生关注由克隆技术引发的伦理问题。
遵照课程标准，研读教材，从而编制出本章的三维教学目标：(1)知识性目标以了解水平为主，课堂教学中要避免讲得过深过专；(2)技能性目标体现在活动建议中，要积极引导和组织学生围绕生物科技与生活实际的关系开展资料收集、信息处理、讨论辩论、归纳分析、表达交流活动，培养学生自主学习以及实践操作的能力；(3)情感性目标以经历水平为主，通过细胞工程的实际应用使学生体会到细胞工程技术对生活实践产生的重要影响和潜在的巨大作用，激发学生进一步关注人类的生产和生活。
2.关注模块衔接，建立知识联系，实现课程价值
本章教材的许多内容，是在必修模块基础上对知识的进一步深入和扩展，必修部分的概念和原理是理解选修部分细胞工程技术流程的基础和关键。例如，动物、植物体细胞融合技术的原理“细胞膜的流动性”，植物体细胞杂交技术中原生质体的概念，酶解法去除细胞壁原理等均是以必修1第2章“细胞的结构和功能”为基础；植物细胞工程中，细胞的全能性原理及植物组织培养的知识基础是必修1第5章“细胞的分化”相关内容；动物细胞与组织培养中细胞贴壁生长现象与必修1第5章“关注癌症”中癌细胞特征“接触抑制”现象相关；细胞工程技术的意义：定向改变生物体内的遗传物质，按照人类的意愿改良生物品种、创造新品种，与必修2第4章“基因工程的核心——重组DNA技术”相关；单克隆抗体制备的教学内容则与必修3第2章“免疫”中有关效应B细胞分泌抗体的知识相联系。
教材的编写体现了必修与选修的衔接，教师要用好教材中的素材，关注必修与选修知识之间的内在联系，加强各模块相关知识间的综合，引导学生在必修模块的基础上，进行知识的迁移和能力的提升，理解细胞工程原理；关注生物技术的应用，增强社会进步的责任；升华情感，继续发展探究能力，最终实现课程的价值。
二、教学建议
1.引导绘制流程图，归纳细胞工程技术
本章配制了大量的示意图，这些图起着帮助学生理解和掌握知识的功效，可以作为学生获取直观信息、梳理知识体系、进行发散思维的基础。在上课时可有意识地让学生根据示意图整理细胞工程的技术操作过程，自主绘制流程图，对重点内容辅以简洁的文字说明。最后教师通过评价流程图，进行课堂小结。
(1)植物组织培养的教学。学生在必修1中已学习过细胞分化的相关知识，教师可引导学生回忆植物细胞全能性、植物组织培养的基本过程，并按照教材“植物组织培养的一般过程”示意图绘制出组织培养技术的流程图。图中标出关键概念：外植体、愈伤组织、脱分化、再分化、胚状体。在此基础上设计问题串：①生物体内细胞没有表现出全能性的原因是什么？②植物细胞可以表现出全能性的条件有哪些？③在植物组织培养过程中，为什么要进行无菌操作？④培养基应提供哪些成分？⑤决定植物细胞脱分化、再分化的关键因素是什么？最后通过展示植物组织培养的实例，让学生认识到植物组织培养是一项相当成熟的技术，已成为工业化生产植物优良品种的一条有效途径（见图1）。
图1 植物组织培养过程
(2)动物细胞与组织培养教学。教材中提供了“动物细胞与组织培养过程”示意图，先抛出问题串，指导学生阅读并思考：①动物细胞培养与组织培养的方法有什么区别？②为什么动物细胞培养前要将组织细胞分散成单个细胞或剪成组织块？③一般来说，各种动物组织或细胞都可以进行体外培养，但选择什么样的组织细胞更容易体外培养？④为什么选用胰蛋白酶做上述处理？⑤动物细胞培养的环境条件有哪些？培养基中特有成分是什么？⑥动物细胞培养要经过脱分化的过程吗？为什么？再引导学生比较“原代培养”和“传代培养”的概念，并拓展“细胞株和细胞系”的知识。最后在阅读的基础上，要求学生绘制流程图，并把重要概念标记在图中（见下页图2）。
(3)植物体细胞杂交的教学。教材中“利用植物体细胞杂交技术培育新品种”活动，是以白菜—甘蓝的培育过程为例。植物体细胞杂交实验包括了植物细胞融合和组织培养两大技术。教师提供Flash演示操作过程，并提出思考题：①什么是原生质体？欲获得原生质体有没有一种温和的去壁方法？②如何诱导两个来源不同的原生质体发生融合？③原生质体融合后会出现哪些组合类型？④如何将杂种细胞培育成植株？⑤杂种植株已不是原来物种，那么它属于哪种变异类型？学生在读图、讨论的基础上尝试绘制流程图展现培育过程（如图3）。
图2 动物细胞培养过程
图3 植物体细胞杂交过程
(4)细胞核移植与动物体细胞克隆的教学。教材提供了克隆羊“多莉”的产生过程示意图，学生非常熟悉，可直接绘制出流程图（见图4），并归纳克隆的条件：具有包含物种完整基因细胞核的活细胞；能有效调控细胞核发育的细胞质物质；完成胚胎发育必要的环境条件。教师提供一些克隆动物的“母子”图片，设计问题引发学生思考：①目前出生的克隆动物，没有与核供体动物完全一样的，如在毛色花纹上就会有细微的差异，为什么？②通过体细胞核移植方法培育出的克隆动物，是对体细胞供体动物进行了100%的复制吗？为什么？从而引导学生将知识扩展和深化。
图4 动物细胞核移植过程
最后请学生当一次小小的设计师：动物细胞与植物细胞之间可以实现杂交吗？如果理论上可以，请尝试设计具体方案。学生通过设计活动，把所学的有关植物细胞融合、动物细胞融合、动物体细胞克隆技术糅合到一起，学以致用，在课堂中积极地将所学知识运用到解决新问题的情境中（如图5），这样既有利于他们扎实掌握所学知识，也有利于提高其解决问题的能力。
图5
2.设计开放式活动，体现STS思想
教材中不少内容是联系生产和生活实际的，教学时要举出学生熟悉的事例，或者引导学生运用所学知识分析当前面临的社会问题，探讨解决问题的途径，切实体现STS思想。本章中有一个“边做边学”的实验活动，4个“积极思维”活动，教师在进行教学设计时要强化学生活动的设计，尽可能为学生创设主动参与学习的机会。例如，利用网络资源，让学生自主搜集、整理和交流相关信息资料；引导其学会引用实例、运用学科知识阐述自己的观点和主张；通过设计一些问题讨论、话题交流、主题辩论的活动，活跃学生的思维，激发其表现欲，从而培养学生合作、交流的能力。
(1)搜集整理信息，调动自主学习的积极性。本章在第1节“细胞工程的概述”中，回眸“细胞工程的发展”历史，列举出细胞工程在发展过程中的科学史实。“细胞工程的应用”以实例形式列举出目前社会生产实践中的细胞工程研究成果。课前要求学生通过书籍、杂志、网络等工具搜集与细胞工程发展相关的信息和图片，以及细胞工程应用的实例，丰富课堂教学资源，课堂上以小组为单位进行全班交流，课下可以制作相关的科学小报。学生在搜集生物学信息的过程中，学会鉴别、选择、运用和分析信息，体会细胞工程技术对人类生活产生的重要影响和潜在的巨大作用，他们就会进一步关注细胞工程与人类生产、生活的密切关系，从而调动学习的积极性。
(2)联系相关的生产实例，体验生物工程技术。教材提供“制作‘人工种子’模型”的边学边做活动，旨在让学生通过具体制作，体验生物工程技术，此活动重点应放在操作层面上。首先让学生通过回忆天然种子的结构，明确人工种子和天然种子的区别；再引导学生对胚状体、人工胚乳、人工种皮的制作材料展开设计。制备过程建议在课堂上完成。在制作完成后，让学生写出人工种子的制备流程（如图6）。
图6
(3)研究生物技术热点问题，认同生命科学成果。教材在介绍单克隆抗体的制备时，重点介绍设计思路。利用积极思维活动中单克隆抗体的制备过程示意图（如图7），引导学生挖掘其中隐含着的科学研究方法，即“科学家极富创造性的设想是什么？”通过设计问题串：①制备单克隆抗体时，为什么要选用B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合形成杂交瘤细胞？②如果把B淋巴细胞和骨髓瘤细胞放在一起时，会有几种融合方式？③形成的能产生抗体的杂交瘤细胞是如何筛选出来的？④如何利用杂交瘤细胞产生抗体？⑤单克隆抗体的优点是什么？学生通过对以上问题的思考，可以深入理解单克隆抗体的制备过程。“两次筛选”是难点，教师要精讲，并在流程图中辅以注释。最后用实例介绍单克隆抗体在生物学、医学、药物及蛋白质制造业等领域的应用价值。
图7
(4)参加思辨活动，关注生物技术发展。细胞工程在实际运用过程中还存在着一些尚未攻克的难题，要利用实例引发学生对此的认同感。例如，提供“马铃薯一番茄理想植株”图片，再用事实：一些植株只形成“类似块茎的生殖根”，并没有产生经济效益，引发学生的思考，从而认识到杂交植物按照人们的需要表现出亲代的优良性状，是植物体细胞杂交技术目前尚未解决的难题。
又如，如何看待“克隆的利与弊”，了解克隆技术的过程，并把教材中的“克隆人和人体器官的技术路线”设计成流程图（见图8）。接着开展辩论活动，引导学生从生殖性克隆与治疗性克隆两个层面对克隆技术进行全面剖析，从而树立正确的价值观。总结阶段，教师要引导学生用思辨的方法正确看待克隆技术：现阶段克隆技术尚不成熟，还处于探索阶段，对来自克隆动物的可应用性、克隆面临的社会学和伦理学问题要进行理性思考。通过实例，学生认识到细胞工程是一门有着美好发展前景的科学技术，有的成果已经在生产上应用，有的成果距离实际推广应用还有一定的距离。从而认同科学知识转化为生产力是一个曲折的过程，在关注生物技术发展的同时，进一步激发起学生探索生命科学奥秘的兴趣。
图8 治疗性克隆与生殖性克隆
本章教学主要通过问题串的设计，指导学生读图；通过流程图的绘制，帮助学生建构知识；通过资料的搜集、讨论、辩论活动，引导学生关注生物技术与社会，从而有利于三维目标的实现。