在入门生物学实验室中使用自我解释

在实验室工作的学生们正在显微镜下观察样品,并在笔记本上写字

由波士顿大学城市项目博士生Maria Valadez Ingersoll贡献

(4分钟阅读)

在之前的一篇文章中,我们介绍了自我解释作为一种技能的概念,它可以促进学习任务背后的基本原则,从而加深情境化理解并加强对新场景的知识转移。为了刷新,当学生在学习新东西的时候,他们可能会把概念分成几个步骤,并通过回答这样的问题来练习自我解释:我这一步的目标是什么?我学到的适用于这一步的原则是什么?在此场景中是否存在任何例外情况?我怎么才能进入下一步呢?在今天的帖子中,我们将讨论如何在生物实验室中实施自我解释,使学生能够将他们在课堂上学到的理论应用到活生生的生物世界中。

科学、工程和技术实验室提供了动手学习的方法,如果方法正确,可以让学生将他们在讲座或教科书中学习的内容融入到他们可以触摸、看到和操纵的现实世界场景中。作为一名生物学澳门威尼斯人注册网站研究生和生物学实验室的经常教育者,我进行和促进了无数的实验,这些实验既有成功的,也有失败的。当我还是一名本科生,在做我的第一个生物学入门实验时,我遵循了提供的说明,但常常不明白每一步是怎么让我更接近我的最终产品的。因此,我实际上并没有将我的生物学知识应用到手头的任务中,如果我的实验没有成功,我很难理解为什么,而且几乎不可能改进我的实验设计。此外,我无法从一个协议中转移知识来调查一个新的场景。当我开始向自己解释一个方案或方法的每一步在生物学层面上完成了什么时,我的成功率提高了,我也能够提出和回答更复杂的澳门威尼斯人注册网站研究问题。但是我们如何鼓励学生在做实验的时候进行自我解释呢?

在我上过和教过的所有生物实验室中,要求学生在到达实验室之前通读一遍协议。然而,简单的通读通常不足以让学生理解协议的每个步骤。下面的例子是学生在来实验室之前应该完成的任务。在最初的几分钟里,学生可以和他们的实验伙伴讨论他们的答案,然后个别学生可以被要求与全班分享他们的答案。这项任务将鼓励学生反思协议,并向自己和同学解释每一步完成的生物过程。这个例子可以适用于STEM学科的许多协议,可以在实验室学习环境中使用,也可以在你自己的澳门威尼斯人注册网站研究中帮助你!

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请务必在上课前阅读实验并完成此任务!下面的方框列出了今天第1周DNA提取和PCR中需要遵循的关键步骤。

  • 在右边的空框里,填上你在课堂上和实验前学到的生物过程,解释这个步骤是如何完成的。
  • 当你来到实验室时,你将与你的邻居讨论你的答案!
协议步骤 解释
将50ul的DNA裂解液与少量研磨样品混合 答:例子DNA在细胞核中。为了提取DNA,我们必须用溶解缓冲液中的洗涤剂和酶来打破细胞(有细胞膜,有时还有细胞壁)和核膜。
样品+裂解液在95℃下孵育10分钟 提示:考虑反应的最佳温度和细胞膜的性质
将试管从加热处取下,在室温下,加入5ul的DNA中和溶液;彻底混合
在新管中加入以下试剂进行PCR反应:

  • 20 uL PCR引物
  • 含有Taq DNA聚合酶和dNTPs的5 uL PCR混合物
  • 5ul模板DNA
每种试剂为反应提供了什么?
运行35个PCR程序循环

  • 94℃变性
  • 在55℃下退火
  • 延伸至72°C
  • 重复35 x
每个步骤对模板做了什么?