小组自制用于DNA结构，中心法则和DNA重组教学的纸模型外文翻译资料

小组自制用于DNA结构，中心法则和DNA重组教学的纸模型

原文作者 Melek ALTIPARMAK，穆拉大学,土耳其

Mahmure NAKIBOGLU TEZER，度库兹埃路尔大学，土耳其

摘要：学生得到使分子图像化的机会将极大地增强他们在分子水平上对生命的理解。尤其是了解基因结构和功能，对于理解分子生物学的核心概念，如基因、中心法则和基因操作等，都是至关重要的。研究表明，在学习基于课程讲座的分子生物学，不参考任何别的应用和资料时，大学生通常缺乏连贯的视图概念及其关系。在这项研究中，我们设计了一个实验去调查，小组自制纸模型活动（切块拼接合作学习）对生物学师范生的学业成绩和对attitudes to biotechnologies. Our goal was to develop a manipulative activity using inexpensive but graphic materials. The sample for this study consisted of 42 student teachers in the department of Biology Education during the 2005-2006 academic year. We have divided the students in two different classes. One of the classes was生物技术的态度的影响。我们的目标是使用廉价但生动的材料开发一个动手操作的活动。本研究的样本包括2005-2006学年教育学院生物系的42名师范生。我们把学生分成两个不同的班，其中一个班级随机分配为无纸模型组（对照组，n=21），另一个为纸张模型组（n=21）。在实验组中，学生通过小组合作进行剪切和粘贴纸模型的活动从而学习DNA结构，中心法则和DNA重组，而在对照组中，仍应用传统的教学设计进行DNA结构等内容的教学。之后，在对小组生物技术成绩和态度的后测中显示，两组差异显著。结果表明：模型组较无纸模型组更为成功。

关键词：纸模型；小组合作学习；DNA；中心法则；DNA重组

1. 引言

生物技术和相关技术如DNA重组技术有望成为21世纪最重要的科学革命之一。我们意识到，生物技术拥有着提高我们的生活质量的巨大潜力。因此，普通民众理解DNA重组技术的概念是十分重要的。这种技术已经显示并将不断显示一些非常难解的社会道德问题。在未来，由于参与对这些新技术的影响的公开辩论，每个成员在他们的职业生涯和日常生活中都将需要这样的知识。作为成年人，我们的学生需要充分理解有关问题，为将来他们被要求解决这些问题做准备。

研究表明，大学生在学习分子生物学时通常缺乏连贯的生物技术视图概念（Stencel, 1995; Eckdahl, 1999)及相关关系(Jenkins, 1987; Malacinski amp; Zell, 1996; Bohrer, 1997; Wagner, 1998; Kirkpatrick, et al., 2002)。分子遗传学和生物技术的学习要求学生了解分子生物学的核心概念，如DNA、中心法则和基因操作。很多学生已经听说过生物技术或DNA重组的相关术语，但大多数学生可能无法解释这些概念之间的区别。同样的，学生也常常在DNA结构的形象化、复制、中心法则、蛋白质合成和DNA克隆技术上遇到麻烦。以教学为基础但无其他教学应用的讲座无法产生令人满意的结果。当学生发现课堂学习不充分时，学生将缺乏学习这门课程的动机。这与当今把学生作为学习过程的积极参与者的认知理论相矛盾。因此，教育工作者有了合作学习等新方法，帮助学生解决学习问题，让他们成为独立的学习者。由于重要的教学方面如新信息的阐述，能够很容易地被“切块拼接”这样的方法实现，所以合作的方法被广泛地支持。因为拼图可以被应用于课堂，并能让学生更容易理解课题，所以切块拼接（Aronson，et al.，1978）成为研究人员的首选。切块拼接合作学习结构通过使每一位学生负责一部分材料以教授小组内成员从而提高合作学习的效率。在这个学习结构中，学生同时是两个不同小组（“家庭组”和“拼接组”）的成员。最初，学生在他们各自的家庭组会面，组内每个成员被分配一部分材料作为“专家”进行学习（Slavin, 1991）。然后在切块拼接组，学生们讨论他们的特殊材料，以确保他们理解它。在一个班级内的所有小组可能包括相同的主题或不同的组可能有主题的不同的部分。切块拼接合作学习对学习的达成有着积极的作用 (Colosi amp; Zales, 1998; Koprowski amp; Perigo, 2000; Brown, 2003; Smith amp; CHANG, 2005; Holbrook amp; Rannikmae, 2007)。学生的态度对于其学习课程的影响在合作背景下比在传统课堂教学情况下更积极(Johnson amp; Johnson, 1999)。在合作背景下，学习是主动的，更富有成效的，因为当其他学生说明时，需要解释的学生常常能快速地获得私人的答案，而对于进行那部分学习材料学习的学生在此过程中将加深理解(Harmin, 1994; Maloof amp; White, 2005; Honeycutt amp; Pierce, 2007)。在教室特定课程和活动中，学生主动学习的动力和不断增加的学习热情是普遍有利的，这些值得锻炼的特定活动就包括在小组和团队的交流，探索能力、技能教学和创造力(Chang amp; Lederman, 1994; Lazarowitz, et al., 1994; Hedeen, 2003)。

关于重组DNA技术的主要步骤的教授，主要通过切块拼接小组合作学习的方式进行纸上图解DNA结构、复制、 蛋白质合成和DNA克隆技术的活动。由于土耳其的许多学校无法获得这些技术所需的昂贵设备，纸模型活动将提供一个让学生了解DNA重组和生物技术概念的机会。我们设计了一个实验去调查，自制纸模型活动对生物学师范生的学业成绩和对生物技术的态度的影响。自制纸模型可以用在任何一级的生物课，尤其是在师范教育中教师有责任与学生分享自己的经验(Peebles, 1987; Colosi amp; Zales, 1998, Koprowski amp;Perigo, 2000; Reed, 2001; Wood, 2007; Jensen amp; Moore, 2008)。在本次研究中，我们调整了Kreuzer 和Massey的生物技术概念纸模型(2001)。我们的目标是使用廉价但生动的材料开发一个动手操作的活动，同时这也将是一个支持分子生物学课堂学习的积极环境。

1. 方法与材料

本研究的样本包括从位于伊兹密尔的Dokuz Eylul大学选取的教育学院生物系的42名学生。在实验组(n=21)中，学生进行剪切和粘贴纸模型的活动从而学习DNA重组和生物技术概念，而在对照组中，仍应用传统的教学设计进行DNA结构等内容的教学。在实验组中，师范生以四人为小组进行学习，每一位小组成员负责教授一个学习材料的特定部分。在构建模型组的基础上，每个学生都解释了分子概念、学科和系统的结构和功能。在小组成员完成了对各单元主题的演讲之后，每一组都得到了一个样本模式的纸模型。然后，他们合作讨论构建模型步骤并分配各自特定的任务，之后构建模型(图1)。在传统组中，教师讲授过程中没有其他活动。

剪切和粘贴纸模型的项目(Kreuzer amp; Massey, 2001)如下：

1. 构建纸质DNA螺旋结构；
2. 从基因到蛋白质；
3. DNA剪刀(限制性内切酶)；
4. 纸质重组质粒；
5. 电泳；
6. 聚合酶链反应。

图1 学生借助左图中的DNA纸模型来解释概念

本研究通过一份由40个问题组成的成绩测试卷和一个由50个问题组成的态度量表收集数据，并在研究前进行效度和信度的试验。Kuder-Richardson 20对于成绩测试的信度测验统计值为0.78，态度量表的Cronbachalpha;统计值为0.75。

1. 结果

在前测中，对照组和实验组的平均分(表1和表2）之间无显著差异。这意味着小组成员间最初的生物技术成绩和态度无显著区别。

表1成绩测试前测结果

在后测中，两组成员的成绩和对生物技术的态度差异显著。并且，在切块拼接小组合作中通过剪切和粘贴纸模型的活动使复杂的概念图象化这一方法比传统教学设计更成功(表3和表4）。

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