初中生物教学设计免费

2024-05-23

初中生物教学设计免费(共8篇)

篇1:初中生物教学设计免费

初中七年级人教版生物上册全册教案(免费下载)

教材分析:

本节课是实验课程的第一课,本节教材符合课标的要求,在教材编排上,文字优美,行云流水;安插了先进的科学知识以及许多精美的图片,并就先进的生物科学技术提出了很多问题,设置悬念,有效地激发了学生学习生物学的积极性。

教学目标:

本节的教学目标侧重放在情感、态度、价值观上(80%),体现思维和表达的能力目标占15%,知识目标占5%。

课时准备:

1.了解初一新生的基本情况。

2.收集关于生物方面尖端先进的科学技术方面的资料,图片、光盘,如DNA侦破技术,人工智能,基因芯片以及目前受社会关注的与生物学有关的问题方面的图片、光盘。

3.磁带(如《校园的早晨》等)。

课时安排:

1课时

教学过程:

一、引入:放一首优美的钢琴曲(或其它如《校园的早晨》磁带)使学生进入情境,感受到课堂氛围的和谐、轻松、愉快、缩短师生间的感情距离,尽量体现师生间的民主平等关系。

让学生在优美的音乐中阅读全文。

二、分组:选定小组长(组织教学:制定课堂纪律规则及评价条例)进行小组讨论,再作记录,小组讨论内容。

1.学校的垃圾问题(特别是食品包装袋、快餐盒等)用哪些方法解决,哪种方法最好?分析原因。

2.学校伙食房周围树干与其它区域的树干比较,有什么不同?为什么?

3.校园内麻雀数量比前几年有所增加,为什么?

4.今年暑期发生的洪涝灾害说明了什么问题?

5.关注自我:有的同学长得健康结实,而有的同学长得瘦弱,你知道原因吗?你能简单回答你是怎样由小到大的吗?你希望自己在原有的基础上长得列健壮吗?更聪明吗?

6.你是从什么途径了解克隆和转基因的?你了解哪些。

篇2:初中生物教学设计免费

现阶段在我国初中数学的学习中,数学成绩差距较大的情况普遍存在,这是因为一些学生缺乏对数学的兴趣,上课听讲不认真,作业完成情况差,使得无法有效地吸收知识,形成成绩差的恶性循环;而一些学生则有良好的学习习惯,学习效率较高,知识掌握也较好。针对这种差距较大的情况,就可以采用情景教学,通过充满趣味性的情景模式来激发学生对数学的兴趣,帮助学生更简单地学习数学,从而让每个学生都能有所收获,提高平均水平。例如,在进行《多边形内角和》这节内容的教学时,首先对学生提出明确的问题,由于在之前的学习中,学生都了解到三角形的内角和为180°,就可以让学生结合对这一问题的理解推测出四边形的内角和,可以引导学生采用以下两种方法来进行推测:方法一:将四边形的四个内角用量角器来测量,再把测量出的四个度数加起来,就可以得出四边形内角和为360°这一结论。这种方法非常简单,但由于学生自己动手测量了,也是具有一定成效的。方法二:让学生自己裁剪两个相同的三角形的纸片,将其平凑在一起就构成了一个四边形,经过测量后,学生可以发现四边形的内角和就是这两个三角形内角和的总和。显然方法二更有助于学生学习,学生通过对三角形于四边形的认识,不仅回顾了已经掌握的内容,还能做到学以致用,再加上自己动手体验,这就更加巩固了知识点,同时也感受到了学习的乐趣。结合这种方法的具体思路,教师再来告诉学生辅助线这一概念,通过对角线来得到两个三角形,根据这种思路,引导学生自己得出其他多边形的内角和。通过这样的教学方式,让学生用灵活的方式掌握了知识点,对各种几何图形也有了全新的认识,在今后面对类似的问题时,也能够运用相应的方法来解题,这就提高了教学质量。

二、充分发挥学生的主体作用

重视并发挥学生的主体作用是素质教育的内在要求,为了实现这一要求,就要让学生主动地学习,最重要的就是要让学生真正地理解各个知识点,数学学科对于理科思维能力要求较高,如果只是让学生简单地去记公式,学生必然会觉得数学非常枯燥,由于只是死记硬背,并没有理解知识点,因而在运用公式时也缺乏灵活性,这样就使得学习效率低下,也非常被动。初中生的理解和认识能力并不完善,想要让学生真正理解公式并能够在各种题型中有效运用,就要创新知识点教学方式,教师可以结合实际生活,让学生了解相关公式的具体应用。如勾股定理可以被运用在门框结构的规划上,一元一次函数在消费时可以用于价格的衡量等。为了更好地帮助学生理解,还可以采取小组互助学习的方式,让各小组成员互相讨论,各抒己见,在互相帮助的学习中共同进步,从而提高教学质量。

三、积极培养学生的思维能力

数学教学与思维密切相关,数学能力具有和一般能力不同的特性,因此,发展数学思维能力是数学教学的重要任务。在教学过程中,教师应根据教材重点和学生的实际提出深浅适度,具有思考性的问题,这样就将每位学生的思维活动都激活起来,通过正确的思维方法,掌握新学习的知识。我们在发展学生数学思维能力的努力中,不仅要考虑到能力的一般要求,而且还要深入研究数学科学、数学活动和数学思维的特点,寻求数学活动的规律,培养学生的数学思维能力。当学生形成了一定的数学思维能力和解题思路时,学习起来也会更轻松,成果也更明显,因而就会更加热爱数学。数学的解题往往具有方式上的多样性,很多题目都可以用不同的方式来解决,在教学中,教师也要注重培养学生运用多种方式的解题能力,这对于学生形成良好的发散性思维和创意性思维都非常有利。

四、结束语

篇3:初中生物STS生物课堂教学设计

关键词:生物教学,教学设计,研究

STS教育强调把科学教育和当前的社会发展、生产、生活等紧密结合, 使学生智力得到开发, 劳动素质得到提高, 参与意识得到增强, 即培养出具有良好科学素质的人才。生物学是一门以实验为基础的自然科学, 在生物教学中, 我们不仅应重视科学知识的教育, 更应重视生物科学知识在社会生产和生活中的应用;重视技术教育, 使科学知识有效地转化为生产力;重视对学生能力的培养, 从而提高全体受教育者的素质。实施素质教育, 培养创新人才, 已成为当今生物教育改革的主旋律。生物学课堂教学设计的研究对于加强师生互动, 激发学生的学习兴趣, 激励学生的探索精神, 磨练学生克服困难、获取成功的意志, 以及培养学生创新精神和实践能力都有重要的作用;生物课堂教学设计就是以教师引导下的学生动手动脑的各种实践活动为主的课堂教学模式, 学生学习生物知识和培养各种智能主要通过师生各种实践活动去获得。这种模式是以素质教育为目的, 通过生物实践活动教学达到教师的输出与学生的吸纳的优化组合, 是培养学生生物能力的最有效的教学方式。

1 理论依据

1.1 学校教育的根本目的是培养受教育者的道德、科学、文化素质, 核心就是培养人才

我们正处在知识经济和信息时代, 时代的要求现代教育必须培养出具有善于思考、敢干探索、勇于创新的创造型人才。创造性人才的培养要始于学校的课堂, 始于教师指导下的创造性学习。

1.2 课堂教学应是以学为主体, 教为主导的统一, 应同时发挥学与教的两个积极性

学为主体就是指教学要面向全体学生, 教学活动应让学生成为积极的参与者, 教学的着眼点应该是学生, 教育的重心应该是培养学生的能力。教为主导应是教师根据《生物课程标准》和教材决定教学内容和教法, 切实做到以教导学, 以教促学, 以教助学。教学的本质就是教为学服务。

1.3 实现教学过程的最优化

教学过程不仅需要教师的活动, 而且需要学生的活动, 如果学生没有一定程度上自已参加的活动, 教学的最优化是不可思议的。每个学生都存在着先天和后天的内在潜能和动力, 对于每一个事物的认识和理解都需要经过感性到理性的教程, 经验证明感性越清楚, 理性认识就越深刻。生物课堂主体性实践教学过程是教师对生物知识素材进行艺术加工, 把抽象的、深奥的、无形的生物理论通过精心的策划、艺术的处理转化为具体、形象、生动、有趣的内容, 通过学生的实践、感知、思维等活动, 学生的潜能和动力就会发挥得更好, 因此教师教学的重要任务应该是策划设计最优化的教学过程。

2 策划和设计

学生获得生物能力的基本途径是实践, 在课堂上教师不仅要讲解、演示、分析课文, 更重要的是要善于引导学生充分认识自已的主体地位, 自我激发学习动机, 主动地学习。凡是能让学生自已思考的, 要启发学生思考、分析;凡能让学生口头表达的, 要鼓励学生说;凡是能让学生演示的实验, 要让学生动手做;凡是学生能总结出答案的, 要引导学生自已做出结论。没有大量的实践活动, 学生是不可能形成生物能力的。生物课堂主体性实践教学模式的策划, 是根据教学方针和课程标准、教材的要求, 规划每节的教学目标, 教学结构, 教具, 教学重难点等。其中教学目标应策划出知识素质、能力素质、思想和心理品质等素质目标, 教学结构的策划是根据生物教材内容, 教师所掌握的学生学习情况以及逻辑程序, 策划出以学生为主体, 教师为主导即各个独立又相互联系的各个教学实践活动, 并用方框图的形式编织出完整的教学网络, 从而构成每节课堂教学都有要遵循的教学结构。生物课堂教学设计是教学策划的具体体现, 在教学策划的基础上, 具体设计每一教学环节以及各个教学环节的连接。一般要从以下几个方面进行设计:

2.1 设计教学动机切入点

每节课都有它的教学动机, 即本节课讲什么, 为什么要讲这个内容。学生的学习也有其学习动机, 好奇心、兴趣、志向、理想等都有是学生的学习动机, 杨振宁博士说:“成功的秘诀是兴趣。”只有当教学的动机被学生学习动机所接受, 而且两者融洽时, 这节课才能进行下去。

2.2 设计知识实践点

教学设计首先要排列本节课的知识点, 这些知识点教师可以平铺直叙讲授给学生, 但如果运用布鲁纳的发现法, 设计几个合适的实践活动, 在教师的引导下, 让学生自已总结概括发现其规律, 学生学习的效果会更好。学生获得的知识比教师直接告诉学生这些知识认识得深刻, 同时也获得了研究知识的方法。

2.3 设计能力创新点

生物教学要求的能力包含两个方面, 即思维能力和动手能力。不管是思维能力还是动手能力, 都离不开创新, 知识实践点还是能力实践点, 其实际活动都需要思维, 都需要创新, 思维就要发现问题、研究问题、解决问题, 创新是在原有的基础上有所发现有所创造。因此教师在设计各个教学实践点时, 需要设计思维的创新点, 用以引起学生头脑思维的“火花”, 从中发现问题, 激发学生头脑的思维。教学过程要有涨有落, 理想的做法是掀起几次教学浪潮, 涨落交错, 张弛有效, 在跌宕起伏中扬帆前进。

2.4 设计学生“说”

课堂教学中引导学生智力参与, 让学生以主人翁和探索者的姿态去参与获得知识的全过程, 充分体现教师的主导作用和学生的主体作用。以促进学生主动、能动的认识活动为目标, 使学生的主体作用得以充分合理的发挥, 以激活学生的学习热情。

2.5 设计让学生动手“做”

(上接第39页) 生物实验教学是生物教学的重要组成部分, 是教师最常用最有效的教学方法, 也是培养学生观察能力、分析问题、解决问题能力的有效手段。让学生做实验的过程中, 改部分演示实验 (特别是性质实验) 为边授课、学生边动手操作, 进行探索式教学。通过观察思考分析, 加深了学生的感性认识, 更好地掌握了该部分的知识内容, 培养了操作技能, 同时激活学生的求知欲望和创新意识。积极创造条件, 让学生在学习过程中, 充分发挥其主体作用是教学者责无旁贷的任务。

参考文献

[1]梁英豪.科学教育发展的一个重要方向:科学——技术——社会 (STS) [J].课程·教材·教法, 2000, 5.

篇4:初中生物教学设计免费

在2011年4月22日,由《现代营销·创富信息版》举办的第四届创业周现场,_利兴生物再创佳绩,一举获得“2011年度最受读者关注项目”的殊荣。仅在现场就签下了四个地区总代理,闻迅赶来的慕名患者和意向读者更是络绎不绝,表达了对和兴生物专卖店项目的浓厚兴趣。有数十名创业者会后陆续到和兴公司考察并签订了合同。

来自山东菏泽的庞子惠先生,是订阅《现代营销·创富信息版》多年的忠实读者了。

别看庞先生年近五十岁,曾经独立经营过酒店生意,也自己组织工程队干过装修。虽然现在仍有生意在经营,但是创业激情依然不减,决定拓宽生财门路,加盟和兴生物的“皮肤病免费试用专卖店”。

起初为了验证和兴生物的产品疗效,庞先生先后邮购过一些治疗脚气和湿疹的产品。庞先生的侄子,使用了治疗湿疹的产品后,当天就看到了效果,三天后皮肤上的湿疹症状得到了明显改善。庞先生的司机,在使用了治疗脚气的产品后,很快治好了困扰自己多年的顽疾。在家人、朋友身上看到了产品毋庸置疑的疗效后,庞先生带着司机,直接来到了《现代营销·创富信息版》第四届创业周的活动现场,当即交纳了3万元,与和兴生物签下了菏泽地区的总代理。

庞先生对于和兴总部的售后和服务十分满意,他说:“和兴生物是我考察项目这么多年最满意企业,不但可以给顾客提供免费试用,而且更敢于提供附近加盟商的地址和电话,以便于意向代理商就近考察。就冲这点,我相信加盟‘皮肤病免费试用专卖店’一定错不了。”

慕名来现场

争得南宁代理权

来自广西南宁的读者黄总,从进入《现代营销·创富信息版》第四届创业周展场,到与和兴生物总部签下南宁总代理权,前后不超过半小时的时间。不仅围观的患者和读者很好奇,就连记者也很是纳闷:3万元签下一个地区总代,按说投资不算多,但如此神速不会是和兴总部雇来的托儿吧?

对此,黄总说:“我的加盟绝不草率,因为在来济南创业周之前,我就已经就近考察过广西的几家加盟店了。那里的老板经营‘皮肤病免费试用专卖店’快一年了,我翻看过他们的病例档案,和兴的产品治愈过上百例的皮肤病患者,不管是湿疹、皮炎还是手癣、脚气,就连顽固的牛皮癣都不在话下。跟踪治疗的过程加盟店的老板记录得很详尽,这些数据是做不了假的。另外,我在店里考察了好几天,35%以上的患者,竟然都是老患者介绍来的。在当地有这样的影响力,何愁不赚钱?所以,我怕错失良机,南宁的总代理权被别人捷足先登,于是连夜坐火车就来这里签约了。”

员工亲朋纷纷做老板

和兴生物开创业界先河

一个项目好不好,不仅要看这个项目加盟商的经营状况,更要看看它在当地样板店的经营实况。记者曾经亲访山东潍坊当地的“皮肤病免费试用专卖店”,不但个个赚钱,而且在当地颇具口碑影响力,像公司员工王静的大姨在安丘的专卖店,开业两年多了,生意红火,这不,其他和兴生物总部的员工,也禁不住赚钱的诱惑,纷纷鼓励亲友选择到下级县城开设加盟分店。

篇5:免费初中政治教学设计教科版

西安市四棉中学 王雪

一、教学理念:

新课程改革强调以人为本,淡化学科体系,注重学生的感受、经验、体验、实践、学习、升华的过程,倡导探究性学习,注重培养学生的创新实践能力。因此,教师运用多元智能理论,学会“用教材教”,既立足于教材,又要深刻挖掘教材的内容,充分利用课内外资源帮助学生进行思想品德的学习,重视学生的参与和思考;注重教学与学生生活经验和社会实践的联系。营造教师与学生共同学习、共同探讨、共同发展的课堂教学。

二、学情分析:

初中阶段,学生陆续进入身体发育的第二个高峰期——青春期。这些步入青春期的少男少女,充满了好奇,总是用自己独特的视角关注着自我的成长,关注着他人和社会。一方面,自我意识开始觉醒,渴望独立,渴望成熟;另一方,又异常渴望同龄人之间的友情,渴望理解、信任和支持。但在现实生活中,青春期的学生由于心理上的不成熟,对一些问题往往存在认识和行为上的误区,如取笑同学间的生理变化,对男女同学间的关系过于敏感,产生逆反心理等。影响自我的生活和学习,因此如何处理好这些矛盾和困惑,克服青春期的烦恼是他们顺利度过青春期的关键。

青春期是学生人生的一个重要发展阶段,其基本的道德观、人生观和价值观在这一阶段开始形成。抓住这个道德成长的重要阶段,引导学生认识、体会到青春不仅仅是生理和心理的变化,更意味着一种精神状态,全面把握青春的内涵,引发他们对青春的意义进行深入地思考,无论是对学生的现在,还是长远的发展都具有重要的意义。因此,针对学生的现实成长问题,教材设计了这一课。

三、教材分析:

1、三维目标:

(1)知识目标:

通过学习使学生能知道青春的意义,把握青春的内涵;知道男女同学之间如何正常交往。

(2)能力目标:

培养学生分清是非善恶的能力;提高人际交往能力和语言表达能力。

(3)情感态度、价值观目标:

引导学生培养健康的心理品质;培养学生尊重他人的优良品质。

2、教学重点:

全面了解青春的意义及内涵。

3、教学难点:

引导学生消除会计人员和行为上的误区,共享美好的青春时光。

4、学法:听、思、议、悟。

5、教法:讲解、点拨、启发、情境教学法。

6、教学过程:

教学环节

教学活动设计

设计意图

设计情景

导入新课

采用情境教学,播放歌曲《样样红》,作为背景音乐,教师展示学生们收集到的与青春有关的名言。

创设情境,引发学生对青春的思考,以趣激学。

1、青春的友谊:学生在教师引导下,依托教材P39以及自身的经历,进行小组讨论。教师加以引导,总结。

以学生自己的亲身经历来感悟,自主学习,学会合作。

2、青春的个性:小品表演《这才叫酷》。学生观看并思考课本P40问题。

通过表演,创设情境,深入浅出,让学生正确认识成长的真正含义。

3、男孩、女孩:课件展示诗歌《男孩、女孩》,教师引导,学生讨论“小菲的日记”

通过活动,引导学生正确认识异性同学之间也是可以有真正的友谊的。

青春畅想

1、小组竞赛:寻找与青春有关的词语。

2、教师播放北京奥运会运动员夺冠录象。

让学生体会青春是活力、意志的象征,它更多的体现在一个人的心态上。

小结

1、多媒体展示:本课时的知识提要。

2、点评学生表现,师生共同评选出本节课:表演者、发言人、创意奖。

梳理知识,形成网络;

及时巩固,融会贯通。让学生收获到成功的喜悦。

四、教学反思:

多层面展示了“以学定教”,开发学生的社会生活经验资源,让学生在探究新知的特定情境中,直面困惑,师生平等对话、参与、理解、反思、分享、体验、提升。灵活使用多媒体手段,课堂信息量大、素材库因材施教,超越教材文本,突显教师个性化的理解、感悟!

五、作业:

辨析:真正的独立是任何事情都由自己做主,大人完全不能干涉。

六、板书设计:

青春误读

青春畅想

感悟青春

彼此彼此尊重,共享青春的美好

追求真正的青春个性

男女同学,正常交往

关于青春的联想

解读青春的含义

思考青春的意义与价值

青春误读

青春畅想

感悟青春

彼此彼此尊重,共享青春的美好

追求真正的青春个性

男女同学,正常交往

关于青春的联想

解读青春的含义

思考青春的意义与价值

青春误读

青春畅想

感悟青春

彼此彼此尊重,共享青春的美好

追求真正的青春个性

男女同学,正常交往

关于青春的联想

解读青春的含义

思考青春的意义与价值

感悟青春

一、青春误读

1、彼此彼此尊重,共享青春的美好

2、追求真正的青春个性

篇6:生物制药个人简历免费

年 龄: 22

户口所在: 云浮

国 籍:

婚姻状况: 未婚

民 族: 汉族

身 高: 162 cm

体 重: 49 kg

人才类型: 应届毕业生

应聘职位: 会计,生物工程/生物制药,化验/检验员

工作年限: 1

求职类型: 实习

可到职日期: 三个月以后

月薪要求: ~2499元

希望工作地区: 广州,佛山,中山

毕业院校: 广东海洋大学

最高学历: 本科

获得学位: 工学学位

毕业日期: -07

专 业 一: 制药工程

专 业 二: 会计

起始年月 终止年月 学校(机构) 所学专业 获得证书 证书编号

语言能力

外语: 英语 良好

粤语水平: 良好

国语水平: 优秀

工作能力及其他专长

本人在校期间曾担任两年的学习委员,并被评为“优秀学生干部”,曾参加了院学生会,在科创实践部当了一年委员,在大三期间,应学院和老师的要求,创办数学建模协会,并担任正会长一年,曾在2014年6~7月在湛江市廉江台兴生物有限公司和桂林科伦制药有限公司实习,在8月份到佛山市东方澳龙制药有限公司实习,所以,本人有一定的工作能力,并且能积极学习新事务

自我评价

本人在校期间,除了担任学委,还担任了宿舍长,被评为“优秀宿舍长”,我能与人友好相处,也乐于帮助别人,我也曾获得校“二等奖学金”,被评为“三好学生”所以,无论是学习还是工作,我都能胜任,而且我也修读了第二专业——会计,希望自己能掌握更多的技能,而且一旦接手了工作就一点会负责地完成。

篇7:初中生物教学设计免费

生物反应器的应用状况与前景

摘要:生物反应器是指用于生物反应过程的容器总称。包括酶反应器、固定细胞反应器、各种细胞培养器和发酵罐等。本文阐述了生物反应器的应用现状及前景。关键词:生物反应器 应用 前景

生物反应工程学科是随着生物技术的发展逐步形成的,生物反应工程是一门以生物学,工程学,计算机与信息技术等多学科为基础研究生物反应过程中带有共性工程技术问题的交叉学科,生物反应工程以生物反应动力学为基础,将传递过程原理、设备工程学、过程动态学及最优化原理等化学工程学方法与生物过程方面的知识相结合,进行生物反应过程的分析与开发,以及生物反应器的设计、操作和控制等。

自然界中的生物现象可以说是无处不在,这些现象中的核心是生物微化反应,或者说是生物的生长、繁殖、形成产物、某些物质的减少或增加过程。一般生物反应过程可以分为三个阶段:第一阶段指原料处理和培养基制备;第二阶段是利用生物反应器通过生物反应产生目的产物的过程;第三阶段指目的产物的提取与精制。

随着生物技术的发展,利用数学、化学工程学、化学工程原理和计算机技术等进行生物反应过程研究,使培养操作过程控制更为合理,新的生物反应器不断出现。现今,生物反应器在许多领域都有应用:

一. 动物培养用生物反应器

动物细胞体外培养时,生物反应器是整个培养过程的关键设备,为细胞提供了一个适宜的生长环境,使之快速增殖并形成所需的生物组织制品。由于动物细胞在其形态结构、培养方法以及所需的力学环境等方面均不同于微生物细胞,因而传统的微生物反应器显然已不适用于动物细胞大规模培养,特别是组织工程的需要,促使新型生物反应器的研究与开发。生物反应器的分类及结构特点:

1、搅拌式生物反应器

搅拌式反应器靠搅拌桨提供液相搅拌的动力,它有较大的操作范围、良好的混合性和浓度均匀性,因此在生物反应中被广泛使用。但由于动物细胞没有细胞壁的保护,因此对剪切作用十分敏感,直接的机械搅拌很容易对其造成损害,传统的用于微生物的搅拌反应器用作动物细胞的培养显然是不合适的。所以,动物细胞培养中的搅拌式反应器都是经过改进的,包括改进供氧方式、搅拌桨的形式及在反应器内加装辅件等。(1)供氧方式的改进

一般情况下搅拌式反应器还常伴有鼓泡,为细胞生长提供所需氧分。由于动物细胞对鼓泡的剪胞生长提供所需氧分。由于动物细胞对鼓泡的剪切也很敏感,所以人们在供氧方式的改进上做了许多工作。笼式供氧是搅拌式动物细胞反应器供氧方式的一种,即气泡用丝网隔开,不与细胞直接接触。反应器既能保证混合效果又有尽可能小的剪切力,以满足细胞生长的要求。北野昭一报道了一个经过改进的搅拌式动物细胞反应器,整体呈梨形,搅拌置于反应器底部,在搅拌轴外装了一个锥形不锈钢丝网

与搅拌轴一起转动。轴心处的鼓泡管在丝网内侧鼓泡,丝网外侧的细胞不与气泡直接接触。

(2)搅拌桨的改进

搅拌桨的形式对细胞生长的影响非常大,这方面的改进主要考虑如何减小细胞所受的剪切力。有人对搅拌桨的形式作了改进,并在反应器内加装了辅件,实验证明改进后的反应器适用于对剪切力敏感的细胞进行高密度培养。

2、非搅拌式生物反应器

搅拌式生物反应器用于动物细胞培养存在的最大缺点是剪切力大,容易损伤细胞,虽然经过各种改进,这个问题仍很难避免。相比之下,非搅拌式反应器产生的剪切力较小,在动物细胞培养中表现出了较强的优势。

(1)填充床反应器填充是在反应器中填充一定材质的填充物,供细胞贴壁生长。营养液通过循环灌流的方式提供,并可在循环过程中不断补充。细胞生长所需的氧分也可以在反应器外通过循环的营养液携带,因而不会有气泡伤及细胞。这类反应器剪切力小,适合细胞高密度生长。

(2)中空纤维反应器中空纤维反应器由于剪切力小而广泛用于动物细胞的培养。

(3)气升式生物反应器气升式生物反应器(airliftbioreactor)也是实现动物细胞高密度培养的常用设备之一,其特点是结构简单,操作方便。有人在气升式反应器中利用微载体培养技术,研究了Vero细胞高密度培养的工艺条件。

传统的生物反应器速率较慢;体积反应速率不高;反应器体积大;产物浓度低,因此要求性能更高的生物反应器。

根据动物细胞无细胞壁,对剪切极端敏感,在细胞生长控制上,要防止细胞分化和细胞凋亡,有时还要考虑对产品糖基化质量的要求。所以反应器要具备低剪切效应,混合性能好等特点,要提供细胞形态在线观察和活细胞数量的传感技术,严格控制反应器的操作条件以及有关防污染的灌注系统、取样系统等都需要研究解决。用于细胞过程生理特性和过程传递特性研究的生物反应器研制,其中主要解决用于过程分析的各种传感器选型研制和数据处理软件包的研制。特别是近年来随着微生物基因组测序和系统生物学研究工作的深入展开,发酵过程检测与控测已经从基于参数传感技术的反馈控制发展为以信息处理为基础的生物过程检测与分析。各种谱分析与生物反应器实验数据关联起来,提供各种表型数据具有重要意义。因而对反应器设计提出了新的要求。随着生物技术在各领域的推广应用,用于海洋藻类、微生物肥料、微生态饲料、环境污染处理等大规模细胞培养需要高强度低造价的生物反应器。特别是近年来利用生物质生产燃料乙醇等能源物质的战略部署,需要应用大型高效节能生物反应器降低生产成本。发展趋势

1、以代谢流分析为核心的生物反应器

长期来发酵过程优化与放大所依据的基本思想和方法是采用经典动力学为基础的最佳工艺控制点为依据的静态操作方法,实质上这只是化学工程宏观动力学概念在发酵工程上的延伸。随着过程传感技术和计算机技术的发展,国家生化工程技术研究中心(上海)设计了一种用于生物过程多尺度研究的新概念发酵装置(已由上海国强

生化工程装备有限公司组织生产,定型为FUS-50L(A)),该装置以生物反应器中物料流检测的观点,具有十四个以上在线参数检测或控制,并集中力量开发了一个适应多种反应器特点,融合多种过程理论和控制理论,便于发酵过程工艺分析和优化操作的软件包。在鸟苷发酵过程中,从反应器测量参数上发现了细胞代谢流迁移,由此实现了过程优化。该产品先后成功地在青霉素、红霉素、饲料金霉素、链霉素、黄霉素、泰乐霉素、棒酸、鸟苷、肌苷、基因工程白蛋白、基因工程疟疾疫苗、基因工程植酸酶、胰岛素原(PIP)、基因工程必特螺旋霉素等多种产品上发酵优化应用取得了大幅提高发酵单位能力,其优化结果一般可由几十升发酵罐直接放大到上百立方的工业生产发酵罐。

2、动物细胞大规模培养生物反应器

研制由于细菌等原核细胞表达系统在转录及修饰方面的缺陷,许多重要价值的蛋白质,特别是基因工程药物、疫苗、抗体等糖基化的需要,使哺乳类动物细胞表达系统成了一个更合适的工具,因此,哺乳类动物细胞表达系统引起了大家重视。以哺乳动物大规模培养技术为基础的生物制药产业在美国等西方国家得到了迅速发展,数十种产品已进入市场,取得了巨大的经济和社会效益。国外用于生产的动物细胞生物反应器已趋于大型化(最大到吨级规模)、多参数与高度自动化的计算机控制系统、以及适应动物细胞对大型环境因子高敏感性的反应器精巧设计制造,并形成商品化供应用户。中国自“七五”至“八五”攻关期间立题开展有关动物细胞生物反应器研究,取得了较大进展,但哺乳类细胞培养技术要求高,技术壁垒大,有关公司在未能掌握核心技术的情况下,单凭模拟很难开展工作。抗体等其他细胞表达产品,装药量大,中国科研单位已经掌握的早期生物药开发技术很难应用到新型药物生产工艺上,需要重新摸索;由于细胞株等上游配套技术的落后、反应器研制技术的差距、以及有关缺乏生化工程的研究等原因,因而缺乏必要的条件去掌握高表达细胞株构建和大规模细胞培养技术,难以突破技术瓶颈,中国有关动物细胞生物反应器产业仍近乎空白。

3、带pH测量与补料控制的摇床──摇床应用技术的发展

20世纪三十年代摇床问世以来,摇床就作为生物反应过程中必备的一种专用设备,用于微生物、动植物细胞菌种筛选、种子扩大培养等。由于摇床设备的特点,不能实时测量培养过程中的有关参数以及过程补料控制,因此长期以来一直以摇床的放瓶结果作为实验数据。当用来作为诸如菌种生理特性变化、培养基成分的作用以及温度、pH等环境条件变化等研究的依据时,实际上是一种缺乏过程研究的静态分析方法。这种方法的局限性是很显然的,例如以这种方法作为菌种选育后技术时,传统摇瓶筛选方法往往缺乏补料或供氧不足,并不一定处于代谢流分配最合理的状态,由此将出现严重的高产菌株漏筛现象。因此,国内外有关公司己注意开发带pH测量的摇床,并形成产品。

4、生物反应器中试系统设计

对于生产量大的传统生物技术产品,为了对已经通过前期研究(实验室研究和市场分析)的产品进行过程优化研究,在中试规模上达到高生产水平或质量,并进而为车间生产提供工艺放大依据和设备设计依据,必要时还可进行小批量生产,提供应用

试验样品、或供市场销售的部分产品。为此,近年来许多有关发酵产品生产的企业迫切需要建立一个多功能的中试发酵车间。

5、大型生物反应器设计与制造技术研究

几十年来随着发酵工业的快速发展,发酵工程趋向设备大型化、高效和自动化。以传统生物技术产品来说,一些氨基酸、抗生素或发酵轻化工产品都在几十到几百M3以上发展,一些原来是小规模发酵罐的老厂搬迁新厂区,发酵罐的规模也普遍要求放大。基因工程产品一般附加值高,不需要大型生物反应器,但近年来随着基因工程酶生产技术的发展,如基因工程植酸酶的研究成功,又由于饲料添加剂的需求量大,用于基因工程高密度高表达的大型生物反应器研制已势在必行。二.植物培养用生物反应器

由于植物细胞与微生物细胞形态结构不同,植物细胞较微生物细胞大,对剪切力耐受性差,而且对氧的要求相对微生物要低得多,因此微生物反应器并不完全适合于植物细胞生长与生产。出现了许多有别于传统微生物反应器的植物细胞培养反应器并在不断完善。用于植物细胞培养的反应器主要有搅拌式、非搅拌式及其改进型反应器,另外还有植物细胞固定化反应器和膜反应器等。生物反应器的类型及其特点:

植物细胞培养具有周期长、细胞抗剪切能力弱、易团聚等特点。同时,植物细胞规模培养的目的是生产天然产物,而这些天然产物均为细胞此生代谢物。所以,植物细胞培养反应器的设计,不仅要考虑有利于细胞生长,同时还要考虑有利于产物的积累和分离。总体上讲,适合植物细胞的反应器应该具有适宜的氧传递、良好的流动性和较低的剪切力。根据不同植物细胞生长和代谢产物积累的特点,目前已研究设计出多种类型的反应器用于植物细胞培养。

反应器的选择取决于生产细胞的浓度、通气量以及所提供的营养成分的分散程度。根据通气和搅拌系统的类型可将生物反应器分为以下几类: 1 机械搅拌式生物反应器

机械搅拌式生物反应器有较大的操作范围,混合程度高,适应性广,在大规模生产中广泛使用。搅拌罐中产生的剪切力大,容易损伤细胞,直接影响细胞的生长和代谢,特别对于次级产物生成影响极大。搅拌转速越高,产生剪切力越大,对植物细胞伤害越大。对于有些对剪切力敏感的细胞,传统的机械搅拌罐不适用。为此,对搅拌罐进行了改进,包括改变搅拌形式、叶轮结构与类型、空气分布器等,力求减少产生的剪切力,同时满足供氧与混合的要求。非搅拌式生物反应器

相对于传统搅拌式反应器,非搅拌式反应器所产生的剪切力较小,结构简单,因此被认为适合植物细胞培养,其主要类型有鼓泡式反应器、气升式反应器和转鼓式反应器等。

通过对培养紫苏细胞的生物反应器比较发现鼓泡式反应器优于机械搅拌式反应器。但由于鼓泡式反应器对氧的利用率较低,如果用较大通气量,则产生的剪切力会损伤细胞。研究表明,喷大气泡时,湍流剪切力是抑制细胞生长和损害细胞的重要原因。较大气泡或较高气速导致较高剪切力,从而对植物细胞有害。

气升式反应器广泛应用于植物细胞培养的研究和生产。通过胡萝卜细胞培养研究发现,比较搅拌罐、气体喷射罐和带通气管的气升式反应器,最高细胞浓度和最短倍增时间可从气升罐中得到。气升式反应器用于多种植物细胞悬浮培养或固定化细胞培养,但其操作弹性较小,低气速时,尤其H/D大,高密度培养时,混合性能欠佳。过量供气,过高的氧浓度反而会影响细胞的生长和次生代谢产物的合成。将气升式发酵罐与慢速搅拌结合使用可弥补低气速时混合性差的弱点,采用分段的气升管,也有利于氧的利用与混合。

转鼓式反应器用于烟草细胞悬浮培养的研究发现,与有一个通风管的气升式反应器相比,相同条件下转鼓式反应器中生长速率高,其氧的传递及剪切力对细胞的伤害水平方面均优于气升式反应器。3 光生物反应器

许多植物细胞培养过程中需要光照,往往考虑在普通反应器基础上增加光照系统,但在实际中存在很多问题,如光源的安装、保护,光的传递,还有光照系统对反应器供气、混合的影响等。小规模实验往往采用外部光照,反应器表面有透明的照明区,光源固定在反应器外部周围。但大规模生产时透光窗的设置,内部培养物对光的均匀接受等问题难以解决,因此许多人对采用内部光源的反应器进行了研究。其他新型反应器

根据植物细胞的特性,许多有别于传统微生物反应器的新型反应器正用于植物细胞的研究生产,如各种固定化植物细胞反应器和膜反应器等。Dubuis等用新型环回式流化床反应器(loopfluidizedbedreactor)进行coffeaarabica培养,测定了生长和产物合成的动力学参数,认为该反应器操作方便,消除了气体直接喷射引起的剪切力,易于测定放大所需的参数,适合中试和工业化生产。Nagai等用固定床反应器培养固定化烟草细胞,生长速率与摇瓶相同,胞内合成与摇瓶无明显区别。分类

一、悬浮培养生物反应器 1机械搅拌生物反应器

尽管机械搅拌反应器已成功用于许多细胞的培养中,反应器内的温度、pH、溶氧及营养物质浓度较其他反应器更易控制等优点,但由于机械搅拌造成的剪切力以对植物细胞造成较大的损伤,对次级代谢产物的合成也会产生影响,同时会带来染菌和机械上的问题,因此需筛选出抗剪切力的细胞系,也可对反应器结构进行改造,尤其是搅拌桨的结构和类型

载 的改进,使其具有缓和、充分的搅拌效果。

2非机械搅拌式反应器

植物细胞的培养比较多地采用各种非机械搅拌生物反应器,其中常用的是气体搅拌生物反应器。气体搅拌生物反应器没有活动的搅拌装置,在很大程度上减少了剪切力,并能在长期操作中保持无菌。气体搅拌生物反应器包括鼓泡塔和气升式反应器等。气体搅拌生物反应器结构较简单,氧传递效率高,剪切力低,对细胞的损伤小,容易实现长期无菌培养,较适用于植物细胞培养。

缺点:操作弹性小,低气速时尤其在培养后期细胞密度较高时,混合效果较差。如果提高通气量,又会产生大量泡沫,也易于驱除培养液中的二氧化碳和乙烯,对细胞生长有阻碍作用。过高的溶氧对植物细胞合成次级代谢产物不利。

二、固定化细胞生物反应器 1填充床生物反应器

细胞可以位于支撑物表面,也可包埋于支撑物之中,培养液流经支撑物颗粒,不断被细胞利用。优点:单位体积固定细胞量大。缺点:混合效果低,对必要的氧传递、pH、温度控制和气体产物的排除造成困难,影响细胞的培养。2流化床生物反应器

利用液体的能量来悬浮颗粒。颗粒呈流化状态所需的能量与颗粒大小成正比,因此常采用小固定化颗粒,这些小颗粒良好的传质特性是流化床反应器的优点,缺点:剪切力和颗粒碰撞会损坏固定化细胞。3膜生物反应器

采用具有一定孔径和选择透性的膜固定植物细胞。营养物质通过膜渗透到细胞中,细胞产生的次级代谢产物通过膜释放到培养液中。主要有:中空纤维反应器和螺线式卷绕反应器,优点:可以重复使用。

传统的生物反应器速率较慢;体积反应速率不高;反应器体积大;产物浓度低,因此要求性能更高的生物反应器。

随着生物技术在各领域的推广应用,用于海洋藻类、微生物肥料、微生态饲料、环境污染处理等大规模细胞培养需要高强度低造价的生物反应器。特别是近年来利用生物质生产燃料乙醇等能源物质的战略部署,需要应用大型高效节能生物反应器降低生产成本。

许多实验证明,在植物细胞培养过程中,抑制细胞生长和损伤细胞的主要是剪切力,而不是氧供应不足,相反,过高的氧浓度往往抑制细胞生长和产物合成。提高混合程度,减低剪切力,是目前设计适于植物细胞培养反应器的主要原则,但如果能提高植物细胞对剪切力的耐受程度,将大大简化反应器的选择和设计问题。很多情况下,剪切力抑制产物的合成,但对生长影响不大,探讨其机理有助于采取相应措施解决。对于需要光照的细胞,还要考虑光源的设置、光传递及光的产热问题。不同植物细胞的特性,如对剪切力的耐受性、结团情况、倍增时间、对氧和光的需求等各不相同,没有哪种反应器能满足所有植物细胞的要求,实验中应根据细胞特性采用合适的反应器,进一步研究各种植物细胞和不同反应器中流体力学的性质,可为选择和设计植物细胞培养反应器提供可靠的依据。

三.微藻培养用生物反应器

根据微藻自身的营养特点,可通过光能自养和化能异养两种方式来培养微藻。

微藻培养用生物反应器分类

1.封闭式光生物反应器 2.敞开式光生物反应器 比较

封闭式光生物反应器比敞开式培养系统有以下优点

1、培养密度高,收获效率也显著提高;

2、培养条件易于控制,易于实现高密度培养,对代谢产物积累有利;

3、无污染,可实现纯种培养;

4、不受地域环境限制,生产期长,可终年生产;

5、适合于所有微藻的光自养培养,尤其适合于微藻代谢产物产品的生产。四.医学

组织工程是生物医学工程领域中一个快速发展的分支,它融合了细胞生物学和工程学的原理,目的在开发具生物活性的组织替代物,期能修复受损组织或是再生。由于组织工程对象是人体组织,细胞和组织块之体外培养条件必须仿生地接近人体内环境,因此生物反应器即为良好的应用工具,除在种子细胞增殖、组织块建构培养扮演重要角色外,生物反应器尚能控制pH、溶氧、机械应力、营养供给及代谢物移除等条件,为细胞的生长、分化和发育分化提供最适宜的环境。

如在旋转生物反应器内,应用微载体技术快速扩增并向软骨分化人脂肪干细胞。将人脂肪干细胞结合Cytodex3微载体在旋转的生物反应器(RCSS)内进行动态培养,应用倒置显微镜和扫描电镜对微载体表面的脂肪干细胞进行动态观察,并对收获的脂肪干细胞进行SafraninO、toluidine blue染色等组织化学染色及Ⅱ型胶原的免疫化学染色分析。脂肪干细胞于24 h内贴附于Cytodex3微载体表面,细胞形态为短梭形,随时间的延长,贴附于微载体的细胞逐渐增多,到培养后期,细胞密度可达最初接种的19倍左右,在微载体上收获的细胞进行番红花O、阿利新蓝染色呈阳性,Ⅱ型胶原染色阳性,均强于对照组。利用微载体细胞培养技术可简便快速地在体外扩增脂肪干细胞,并成功实现向软骨细胞分化。因此,本研究利用生物反应器技术结合微载体对ADSCs进行快速扩增同时向软骨细胞方向诱导,旨在观察ADSCs在微载体上增殖分化情况,探讨其未来临床应用的可行性。

生物反应器的商业应用前景

在过去15年里,生物技术工业不仅诞生了百亿美元级的公司,而且也成为当今世界商业活动中增长最快的领域之一。生物技术产品的市场非常大,包括了医药、农业、渔业、造纸业和其他许多产业。据统计,从上世纪80年代至今,通过DNA重组技术所生产的生物医药年销售额已超过100亿美元。由于生物医药产业被许多国家视为强劲的经济增长点而加以重点扶持,生物医药的年销售规模将从1996年的101亿美元扩大到2006年的320亿美元,平均年增长率将达12%以上,其中治疗药物年平均增长16%,诊断试剂年平均增长9%。

美国是现代生物技术发展较早和较快的国家,1994年,美国生物技术药品年销售额为50多亿美元,至2001年,美国生物技术产品在全球市场上的销售额达200亿美元,占到全球总市场的约90%以上。此外,美国还拥有世界上约一半的生物技术公司和一半的生物技术专利。迄今为止,获得美国FDA批准上市的治疗类生物技术药品共16种,另外约有400多种生物诊断试剂在临床中应用。

参考文献:

1.张元兴,许学书.生物反应器工程.上海:华东理工大学出版社,2001

2.戚以政,汪叔雄编著,<<生化反应动力学与反应器>>第一版,化学工业出版社,1996 3.俞俊棠等主编,<<生物工艺学>>上下册,第一版,华东化工学院出版社,1992年 4徐小增、于国祥(1996).实用新型细胞培养生物反应器.CN 2236493Y[专利].5、陈坚,李寅.发酵过程优化原理与实践.化学工业出版社.2002

6、储炬,李友荣.现代工业发酵调控学.化学工业出版社.2002

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8、王树青,元英进.生化过程自动化技术.化学工业出版社.1999

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13、张嗣良,储炬编著.多尺度微生物过程优化.化学工业出版社.2003

14、俞俊棠,唐孝宣等.新编生物工艺学.化学工业出版社.2003

15、白秀峰,何建勇等.发酵工艺学.中国医药科技出版社.2003

篇8:初中生物教学设计免费

一、我国初中生物课堂高效教学的特征

高效课堂的构建, 主要针对于目前我国初中生物教学的低效提出的一种全新的说法。对于高效课堂的衡量, 主要表现在生物教学的效率、效果和效益三个方面。一是“效率”, 主要指初中生物教学的目标应具有很强的可操作性, 教学过程中不仅要善于挖掘课内有限的资源, 还要学会将生物教学延展到生产生活中去, 采用更丰富灵活的教学手段, 让学生在一定的时间内收获更多的知识与技能;二是“效果”, 这是检验生物课堂是否高效的一个重要准则, 较之于传统生物教学模式, 当课堂氛围、学生参与度和学习热情朝好的方向显著改变时, 就认为这堂生物教学是有效果的;三是“效益”, 这是高效课堂的重要特征, 学生在高效课堂下不仅学会基本生物学知识与技能, 更多的是能够收获一种自信、乐观的学习态度, 能够举一反三的应用到其它领域, 达到触类旁通的良好收效。

二、影响初中生物高效课堂教学的因素

影响初中生物高效课堂教学的因素可以大致分为两个层面:教师与学生, 具体的讲:从教师的角度来看, 首先, 教师所掌握的课堂提问技巧, 在一定程度上决定了初中生物教学的高效性。生物学知识与现实生产生活联系十分密切, 如果教师所设计的问题脱离实际或不能引发学生的好奇和兴趣, 将会导致生物教学的乏味无力;其次, 教师对课堂教学管理能力的好坏, 也会导致生物教学的低效状态, 教学管理主要以规则形式呈现出来, 如果缺乏必要的教学管理规则和组织形式, 课堂教学必然陷入一种无序低效状态。从学生的角度来看, 学生的学习动机不强是初中生物课堂教学气氛低沉的主要原因, 由于诸多原因导致了学生对生物学科缺乏足够的了解和认识, 学生对生物学科学习的兴趣普遍不高。同时, 目前不少生物探究学习课堂已变成了讲解和背诵生物学知识的课堂, 这与以实验为载体的学科学习特点相背离, 使得学生的动手能力和观察能力普遍不好, 既不善于使用各种实验仪器来观察生物实验, 又缺乏敏锐的观察力, 最终使学生的生物学习变得单调乏味, 以上这些原因大大影响了生物教学应有的秩序, 更谈不上对初中高效生物课堂的构建。

三、确保初中生物教学高效性的建议

为了确保初中生物教学的高效性和生动性, 以学生的发展为教学主体, 围绕生物教学目标开展一系列的教学活动, 既要提高学生参与生物学习的积极性, 又要不断采用新的教学模式, 从多方面多角度打造一个与众不同的生物教学课堂。

首先, 精心设计课堂提问, 因材施教, 促使学生不断的进行总结与反思, 让生物学习效果得以真正的落实。一般来说, 提问的技巧主要有以下几点: 一是要从生活中提炼有关的生物问题, 这样更容易被学生理解与接受;二是问题的提出应遵循循序渐进的原则, 不要过于生僻, 应符合学生的认知;三是要给予学生足够的思考空间, 让学生在思考中获得更多的知识与经验;四是要学会赞美与认可学生的回答, 这样可以帮助学生建立自信, 促进学生生物综合能力的提高。

其次, 采用小组形式开展生物实验, 培养学生对生物的观察力。科学实验是初中生物实践教学的主要部分, 通过生物实验学生能更好地认识生物宏观与微观世界。因此, 以小组合作的形式开展生物实验, 可以根据不同学生的能力和特质分配相应的任务, 一方面, 小组成员各尽其能, 发挥自己的本领和优势, 能够确保生物实验的顺利进行;另一方面, 小组合作为学生主动探究学习提供了载体, 学生可以摆脱传统讲授教学的约束, 在互相交流与合作中获取新的生物实验操作能力。

结束语:综上所述, 新时期初中生物教学任重道远, 它所涉及的生物概念都比较零散, 学生学起来也存在一定的困难。为此, 要提高学生对生物学习的直观性和感性认识, 就需要不断改进现有教学观念。将更科学的教学模式引入初中生物课堂中, 在初中生物教学中将理论与实践相结合, 既要培育学生对事物的观察能力, 又要训练学生的动手操作能力, 从而为真正实现初中生物课堂教学的和谐与高效奠定良好基础。

参考文献

[1]顾善军.雕琢课堂, 共赢高效——简谈生本理念下初中生物高效课堂的构建策略[J].读与写 (教育教学刊) .2015 (11)

[2]贾正邦.如何通过培养学生学习兴趣来实现生物高效课堂[J].文理导航 (中旬) .2015 (09)

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