为进一步聚焦社会大协同、充分利用社会大课堂资源,整合青少年科技教育的优质力量,在区教育局和区科协的鼎立支持下,由区青少年活动中心牵头,复旦大学附属复兴中学(以下简称复旦复兴)与蓝晶微生物公司携手合作,共同研发科普项目和科技课程,致力于培育具有创新精神的科技人才。蓝晶微生物作为虹口区科学教师培养中心授牌单位之一,助力构建科学教育“虹口模式”。
合成生物学究竟是怎样一门学科?学生们通过聆听讲座和资料查找,了解到合成生物学是一门关于设计和重新合成生命的新兴交叉融合性学科,利用基因组测序技术、计算机模拟技术、生物工程技术和化学合成技术等,在工程学思想的指导下,通过设计生命、合成再造、重塑生命,开创全新科学研究模式,在生命科学、化学、材料学、医药与健康等多领域形成颠覆性技术。合成生物学的研究具有重要的意义,被称为生命科学研究的第三次革命,有可能为改善人类健康,解决资源、能源、环境等重大问题提供全新解决方案,已经成为世界各国必争的科技战略高地,正在引发新一轮科技与产业国际竞争。
课程重点围绕“秋夜流萤”这一主题展开,学生们不仅学习了生物发光实验的原理,还踏入了生物大分子的奇妙世界。他们亲自动手体验了课本中的分子克隆实验,从培养菌落、通过菌落PCR检查DNA,到最终提取质粒DNA,完整地经历了分子克隆的全过程。
实验课程主讲姜尧竹老师则带领学生们亲手创造了一株有颜色或发出荧光的大肠杆菌,并体验全套基因工程试验。通过碱裂解法提取质粒DNA,再用热刺激使DNA进入大肠杆菌,完成质粒转化,并对冰浴后的细菌进行培养,使携带质粒的细菌分裂繁殖成菌落。最后,学生们在老师的帮助下完成了菌落PCR实验并学习琼脂糖凝胶电泳检测DNA的方法和技术。在实验操作中,学生们第一次接触了各种量程的移液管并学会熟练使用,同时,也认识了各种实验仪器例如离心机、vortex、酶标仪、氯霉素抗性平板等,部分学生还在老师指导下在超净工作台上尝试微生物接种实验,学习分离与纯化微生物的方法。
整个科普实践课程巧妙地融合了理论课与实践课,使学生在初步探索合成生物学的同时,能够通过实验操作亲身体验,增添了课程的互动性。此外,课程还结合了趣味的艺术创造展示,旨在激发学生的思维发散性,培养他们跨学科学习新知识的能力。
在全国中小学科学教育实验区建设的过程中,协助推进学校与高新企业深度合作,成为虹口区科技教育工作的一项重要举措。
通过与企业的紧密合作,复旦复兴的优秀中学生们得以走近合成生物科技企业,深入实验室,在基因工程和合成生物学领域开展一系列基于实验探究的前沿校本课程。这不仅全面提升了学生的科学素养,激发了他们对生命科学的研究热情,还将科技产业与素质教育紧密结合,使高中生能够学习到最前沿的生物制造技术原理,为成为具有国际视野和综合创新实践能力的高素质人才奠定了坚实的基础。
合成生物学作为一门潜力无限的学科,虽然目前道路艰难且鲜有人走,但希望通过此次课程,每位学生都能“进窄门,走远路,见微光”。愿学生们心中种下的那颗小小种子,能在未来的某个时刻生根发芽,绽放出璀璨的科技之花。