・・ このシートは「テキスト形式」:別様は「図一覧形式」と「連続拡大スライド形式」 ・・
** 生物学演習:SetTop **
細胞培養実験に基づく考える生物学:アクティブラーニング
時には気ままに生物演習 ・ 疲れた時の生物演習
一息ついて生物演習
・・ 講義話題集(その1〜3)へはココをクリック ・・
本編の背景と必要性については 生物学習内容構成原論、
あるいは考える生物学/生物学講義 へ
2018CG細胞実験法の図説集へ
・・<先頭行へ移動>・・
・・<先頭行へ移動>・・
生物学の基本
:その見方・考え方・進め方 の必要性
** 命題 ・ 原理 ・ 実証 の必要性 **
<1. 本編「生物学演習」の概要>
本編は「細胞培養実験に基づく実践的な実験学習の実施方法」に関わる解説(実施要領)である。各地の教員研修などで実施した内容(実験講義)を拠り所にして編集している。
その構成は上表「6つの Set:シート構成」である。下線付き文字列で各Set/シートへ移動。
・上記 Set-Top は本編と各Setの概要説明(このシート本文)。本編の主な「図一覧」は「ココ」。
・ Set 1 は実践講義(演習)の場で用いる配布テキストの事例(主要な演習課題)。文字Setをクリックで移動。あるいは、下欄の配布テキストやワークシートPDFなどを参照。
・ Set 2, 3, 5 は「細胞標本の観察法、細胞実験法、その実施要領/リクエスト方法」の解説。
・ Set 4 は、細胞培養実験の時々に生じる疑問の確認用であり「クイズ形式」で扱っている。
・ Set1(実践講義)の補完に用いる図説スライド集は下パネル「実践講義資料集:その1から6」。
・ 細胞実験や培養細胞の顕微鏡観察像のイメージ作りには「その下パネルの事例」を利用します。 |
<先頭行へ移動>
<2. 実践講義の構成:話題集その1〜6> |
下記「話題集1から6」は、この生物学演習:細胞培養実験に基づく動物体の成り立ちの理解(命題・原理・実証の必要性)の実践講義に用いる話題形式による講義スライド集です。下線文字列をクリックで移動・参照します。
なお、それらの話題は「2018生物学」も関係するので、必要に応じて参照し、モヤモヤからスッキリ生物学を目指し、多角的に「生物学の基本」を確認しましょう。
そのために必要な細胞実験の補完には、その原理解説に加え、顕微鏡像のイメージ集(細胞形態と運動性)、更に、マクロ組織観察(組織学自主トレ:バーチャル顕微鏡観察)などを用い、参照してください。 |
<細胞実験のイメージや顕微鏡観察像>
1)動物細胞の形態と運動性(1):経時的な形態変化
: ココをクリックで移動・参照
2)動物細胞の形態と運動性(2)
:基質条件の違い、細胞分裂、アポトーシス、
:ココをクリックで移動・参照
3)お絵描き実験
(培養細胞による組織形態形成に関する基礎実験)の概要
:ココをクリック(生物学の基本:講義2)へ移動・参照
4)お絵描き実験の結果
:バーチャル顕微鏡観察:ココをクリックで移動。
5)細胞実験学習の受講者へ
:細胞実験の解説と原理 は左記の文字列をクリック
|
<先頭行へ移動>
<3. 本編の概要/目次と各Setの概要>
Set「表題」をクリックで実践サイトへ移動。各Setの概要は右側「下記を参照」をクリック。
|
|
< H29年度 生物教員研修 >
考える生物学:あたりがソフトで受け入れやすい
命題(見方)・原理(考え方)・実証(進め方)の必要性
時には気ままに生物演習 ・ 疲れた時の生物演習
一息ついて生物演習
4.各セットの概要(Set,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)
どのような教科にも学習に不可欠な大切な約束事がある。では生物学には何がある?
** 生物個体の見方・考え方・進め方:学習3要素 **
<見方> |
<考え方> |
<進め方> |
命題の探求 |
原理法則の探求 |
実証検証の探求 |
課題/テーマの設定 |
論理/ロジックの設定 |
作業プロセスの設定 |
学習には、1)テーマ(命題)があり、 2)その事例に基づく解説(進め方)があるが、 3)その基本となる考え方「原理・法則」による補完は重要である。 その前提となる視点は、4)「構造:要素の配置とその繋がり」であり、自発的な疑問には 5)「学習マトリックス」による丁寧な考察が有効である。 生物学習の理念は、 6)実体と概念の連立連携、7) その「考察の視点」は、 形(形態)、役割(機能)、仕組み(原理)、由来(起源)、である。 |
構造:要素の配置とその繋がり、
構造レベル・考察の基本・役割の補完による学習マトリックス |
この研修では「これは使えるという事例」を探求し身に付けてみましょう 本編の表題は「考える生物学:命題・原理・実証の必要性」であるが、別名は「時には気ままに生物演習 ・ 疲れた時の生物演習 ・ 一息ついて生物演習」 。どのフレーズが適していますか?
<先頭行へ移動>
はじめに(本編の概要)
<1. 本編「考える生物学」の趣旨・構成>
本編は「教員研修:考える生物学」に用いた配布テキストに加筆・修正したものである。研修会の主目的は、実践学習の場にそのまま導入が可能な「細胞実験キットとその細胞培養実験:カバーガラス培養法」や魚類マクロ組織像の「Web画像観察、バーチャル顕微鏡観察」の紹介と体験である。同時に、動物体や細胞に関わる基幹的な「見方・考え方・進め方:命題・原理・実証:学習3要素」の事例を、それら実験・観察との併用により具体的に紹介することである。つまり、生物学習に必要な「基本」の理解とその実践導入法を目標とした。
その形式は、動物体や細胞に関わる幾つかのテーマ(あるいは命題)に対して、所定の作業課題や実験観察を通じて、適用可能な「考え方・原理」を検証(実証)する演習形式とした。つまり、生物学習における「命題・原理・実証の必要性」であり、また、「構造:要素の配置とその繋がり」や「学習マトリックス」の観点から「実体を俯瞰・考察する視座視点」の体験版である。
本編は2部構成であり、第1部は「生物学演習」を標題とし、受講者(就学者)向けの記述による学習テキスト、いわゆる授業プリント・ワークシートを意識した。その構成は4セット(目次参照:先頭行のSet 1-4)である。細胞実験や標本観察を適所に配置し、作業課題(テーマ)とその考え方(原理の導入)を通じて、更にその実証例の紹介から構成した。つまり、第1部は「実験観察に基づく生物個体の成り立ちの理解」を目標とした。その視座視点は「実体と概念の連立連携」である。
第2部は「細胞実験キットを用いたカバーガラス細胞培養法」の実施に向けた解説書である(目次参照:先頭行のSet 4 -)。実践学習の場の状況を念頭に、実験材料の解説、実践方策の事例紹介などを記した。いわゆる細胞培養実験の実施要領である。更に、細胞実験キットの入手方法(セット5:リクエスト様式)なども付録とした。
付記:第1部はH29年度に担当した生物系の教員研修(岡山県3月、大阪府8月、東京都10月、など)の配布テキストに基づく。2部には学習教材「細胞実験キット」の開発に用いる実証試験マニュアルであり、材料の具体的な取り扱い注意や実験学習計画案の支援策を紹介するものである。
付記:本編の必要性については、右文字列のサイト「生物学習内容構成論」に示した。 |
生物学ギャラリー、学習マトリックス、はじめの一歩の細胞実験、
細胞実験の原理解説、組織学自主トレーンング
・・・・<先頭行へ移動>・・・・・
<2.研修会の趣旨>
学習理念「実体と概念の連立連携」を旨とする生物学習の中心には基本単位「細胞」があり、その基本的な性質の理解は上位下位の構造レベルの実像の理解と考察を容易にする。本研修では東京海洋大学で開発された細胞実験キットを用い、迅速・簡便・確実・省エネ・実効的な細胞実験とその学習法を研修する。木を見て森を見ずの回避を信条とし自主研鑽に前向きな生物教師の枠組みには、学習マトリックスに基づく学習内容構成法を実践的なワークブック形式により対応する。つまり、細胞実験学習に基づく動物体の成り立ちの理解である。未来を支える考えるに適した考えるを欲する学齢就学者に向け、生物教育が特徴とする知識と知識をつなぐ知識を学ぶ方策の事例を確認・協議したいと考える。 |
実験・実習・演習・研修。初歩・基礎・専門・応用・基本。講義・実験・演習の扱い。 実験とは、ともかく何かを確かめること・あなたは何が知りたい確かめたい? 技術とは対象の物性理解に基づく応用展開。 観察とは対象の構造と空間認識。
・・・・<先頭行へ移動>・・・・・
<3.生物学の基本:HASOBEの考え方>
現実実体の枠組みにおいて、(1) 実体あるものには構造がある。構造とは (2)「要素の配置とそのつながり」であり、その要素は連続的・段階的な (3) 構造レベル「階層性3x3:9区分」に従った扱いを必要とする。
その要素に対する考察の視点は、(4)「形(形態)・役割(機能)・仕組み(原理)と由来(起源)」であり、 役割の考察には (5)「2系6要素:動物生理・細胞生理の基本」に準じた補完が有効である。
すなわち、要素に対する3軸構成の視座視点は、自己相似的な (7) 学習マトリックスを構成し、複雑系に対する平易な視点と道筋を与える。
必要とすべきは、実体・構造に対する (6) 「命題(見方)・原理(考え方)・実証(進め方)」の事例であり、「知識と知識をつなぐ知識の学び」とその経験値は今日的・必要不可欠な学習テーマである。構造に基づく知識と知識を繋ぐ知識の学びです(生物学習内容構成原論:はそべ)
* 平素の視点:なに・なぜ・どうして・どのようにして・それ本当?*
* 考察の視点:形(部位,形状,名称,繋がり,区分/構成)・役割・仕組み・由来・他 *
関連資料:生物学習内容構成論、模擬講義配布テキストと講義スライド、簡易細胞実験マニュアル、ワークシートPDF、
体の中身の描き方、動物生理、細胞生理、BioMTX、バーチャル顕微鏡観察へ、[組織学自主トレ〕へ
|
<先頭行へ移動>
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.0 中 Fig.00 右 Fig.000)
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セットの概要
〔Set1の概要〕テーマ(命題)
: 体内構造の見方・考え方・進め方 とは
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ・・
<課題1. 動物体の基本構造をイメージしてみよう>
<課題2. 体の中身の顕微鏡観察:境界には何がある?>
セット1の概要(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
このテキスト「生物学演習」では、動物体の成り立ちや動物細胞の基本的性質を考えます。演習とは「実際に役立つ学び」というイメージです。左記2項目(下線)は生物学系の基本的なテーマですが、これでは曖昧なので本編ではその対策として、体内構造を一望する魚類の「マクロ組織染色標本の観察、あるいはWebバーチャル顕微鏡観察や巨大なマクロ組織のポスターによる共有」、更に、生きている「魚類細胞を用いた細胞培養実験やその染色標本の観察」を組み込み、その具体化・共有化を図っています。内容は「目次」の4セット構成、それぞれには幾つかの作業・考察の課題が含まれます。
それらは、知識を「覚える・教える」ではなく、演習なので所定のテーマに基づき「作業を行い、その状況を考察・協議し、納得できる基本的な考え方を見出す」という形式を意図しています。知識確認学習ではありません。答えが一つとは限りませんが、知識と知識をつなぐ知識を学ぶ機会にしたいと思っています。それで「演習」です。
平素な疑問を大切に、独自にテーマを作出(表出)し、基本的な考え方に沿って実証・検証すれば、頷ける道筋を確認することができるはずです。ここでは、1)テーマに関わる作業課題を進め(試行)、その後に、2)その考え方の解説を受け(命題と原理の導入)、3)それらに基づき確認作業や協議(実証検証)を行います。終了後は、4)それらに対する意見や感想を平素な視点や疑問として表現(FDA:事実・議論・主張)し、次回に向けた発展的な課題(テーマ)を設定することも有効であろうと思っています。なお、生物学系の特徴は言うまでもなく「実体と概念の連立連携」です。
<先頭行へ移動> |
〔Set 2の概要〕テーマ(命題)
: 動物細胞標本の見方・考え方・進め方
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ・・
<1. 細胞標本の顕微鏡観察:その方法>
<2. シオリ式細胞染色標本の観察と協議:式次第>
<3. 解説:細胞標本の観察指針:視点・観点・その表現>
セット2の概要(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
このセットでは細胞染色標本の観察を行います。図2(1,2,3)はその細胞標本のイメージですが、手元にある標本セットを開き(図2.1)、実際にその細胞標本の状態を確認してください。その上で、下記「標本観察と考察の方法」に従い顕微鏡観察を行います。また、丁寧なグループ協議や記録を行ってください。
繰り返しになりますが、実験や観察とは「ともかく何かを確かめること:何が知りたい・確かめたい?」です。しかし、対象を「観察する・表現する」ためには、その考え方や対応法も必要です。そこでこのセットでは「構造:要素の配置とその繋がり」の観点から取り組んでみます。ですが、本セットUの標語は「疑問は大切に」。自分自身を信じ、あるがままに受け止め、表現してみてください。
なお、次のセットVでは、実際に生きているその魚類細胞FHLSを用い、下図のような観察標本の再現実験(細胞培養実験)を行います。例えば、時間経過に伴う細胞の運動性などを確認します。そのため、本セットの課題を通じ「何が知りたい・確かめたい?」という動機を作ってください。
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〔Set 3 の概要〕テーマ(命題)
: はじめの一歩の細胞培養実験(カバーガラス培養法)
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ・・
<1. 実験概要:カバーガラスを培養器とする細胞培養実験>
<2. 実技マニュアル:カバーガラス培養実験:A.単純培養 & B.お絵描き実験>
セット3の概要(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
このセット(V)では、魚類細胞(FHLS)による細胞培養実験を行います。前のセットU「細胞染色標本の観察」に用いた細胞標本(図3.1)の再現実験です。その染色標本の観察・考察を行った時、疑問や質問としたことで検証可能なことは、このセットで計画実験として実施し、疑問の解消に努めましましょう。
行う実験は、実験A(#2標本に対応)と実験B(#1標本に対応)の2区分です。実技操作(表3.1)はどちらも単純ですが、初学者が両実験を同時に行うと混乱します。また、実験AとBではその培養時間がかなり異なります。実施する前には、工程区分に従い実現可能なタイムスケジュールを作成してください。また、生きている細胞を扱うため、少しの注意と丁寧な操作も必要です。
なお、細胞培養技術は一般的にかなり専門的で専用の設備や器具(培養シャーレなど)を必要としますが、ここでは実験学習用に開発されたFHLS細胞とその細胞実験キットを用います。つまり、短時間でも繰り返して実験が可能なシステムです。学習教材なので、失敗を恐れず、気楽に且つ集中し、繰り返し、試してください。
それぞれの実験に与える表題は、Exp.Aは「単純カバーガラス(CG)培養実験:動物細胞を滴下培養するとどうなるか?」、Exp.Bは「お絵描き実験(組織形態形成に関する基礎実験):主要な生体物質を用い細胞培養を行うとどうなるか?」としています。「:」の後のフレーズを念頭に取り組んでください。その主要な目的は細胞の基本的な性質を知ること・確かめることです。
補足:両実験はもちろん「培養シャーレ」などでの実施も可能ですが、迅速・簡便・確実・省エネを旨とする本システムは「時・人・場所」を選びません。なお、本実験学習の解説や原理のサイトはこの下線文字列をクリックで参照が可能です。
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〔Set 4 の概要〕テーマ(命題)
: 細胞培養実験の意味意義を考える:解説協議12問
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ・・
<1. 実験B「お絵描き実験」の意味意義を考える>
<2. 解説:培養細胞実験の基礎知識:少し専門的>
<3. 細胞実験学習に関わる図説・話題・協議:12問>
セット4の概要(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
このセットWでは、細胞培養実験の経過や観察結果に対する「なに・なぜ・どうして・どのようにして」、つまり、細胞実験学習の意味意義「培養細胞と生体組織細胞との類似性」などについて考えます。具体的には「細胞実験学習に関わる話題・協議12問:19ぺージを参照」を用い、質疑応答式で進めます。
なお、体の基本単位「細胞」を扱う培養細胞実験の特徴は、細胞が生きるに必要な条件や環境を段階的に整え、自律的な活動時間に沿って、その運動・行動・様態を評価することです。どのように(して)生きているかを見定めることです。つまり、細胞の基本的性質の理解です。
下図(4.1,4.2)はいわゆる培養細胞が生きるに必要な条件ですが、生体細胞が生きている様態と相関している・かなり類似していることに気づくと思います(詳細は「細胞培養実験の基礎知識:p.18」を参照)。つまり、細胞培養実験に関わることは、平易な視点・至極簡単な疑問であっても、体の成り立ちに対する根幹的な視座視点とその具体性を与えてくれるものです。「論より証拠・試してみよう、されどロジックも必要」の実体験です。それで単位「細胞」実験は生物学習に不可欠です。
このセットに関わる「解説や原理」などはウェブサイトで参照が可能です。
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〔Set 5 の概要〕テーマ(命題)
: 細胞培養実験(Exp.A,B)の実施要領
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ・・
:準備・工程概要・材料・方法・リクエストなどの詳細
<1. 実験工程とポイント: 俯瞰的な理解、実験マニュアルの詳細.
<2. 実験材料の解説:意味・意義・仕様とポイント>
<3. 主要材料の数量算出法・リクエスト方法、など>
セット5の概要(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
ここでは、前出の「セット3.実験マニュアル」に基づき、実施担当者の便宜・観点に沿い、1.実験工程の俯瞰的な概要表記、2.実験材料一覧:解説とポイント、3.実践学習における主要材料の数量算出法、について解説を行います。その目的は、受講者多数の場合でも迅速かつ適切な企画・準備を可能とするためです。
なお、3.主要材料の数量算出法は細胞実験キットを請求(リクエスト確認表の提出)の時にも必要となります。
<先頭行へ移動> |
Set 6 の概要
:付録・資料・ワークシートの見本
・・下線付き文字列クリックで実践サイトへ
(実践サイトへは上記の下線付き文字列をクリック)
ワークシート(1):セットTの作業課題について
ワークシート(2):動物組織の見方・考え方・進め方:視座一覧
ワークシート(3):セットTの発展展開:細胞生理の基本
まとめ1. 階層構造レベルの見方 考え方 進め方
まとめ2. 学習マトリックスについて
<先頭行へ移動>
<下記は余談です>
「演習」ということを言い始めた理由の一部が下記です。少し意味不明もありますが、私が昔経験した「新入生が申し出てきた話」実話です。
その学生は、高校の時に、生物教師から授業中に「これは大切な話です」というもの聞いていました。しかし、その話について、その新入生は「教科書に載っていないこと・試験にでないこと」は、それら生徒さん(高校生)の多くは、なんと「雑談・時間つぶしと受け取っていた」ということでした。そのことを、大学入学後、私に申し出てきた者がいました。
私の大学講義の話が高校の先生の話(雑談)と似ていたためか、「高校の先生の話がとても大切なことと、今分かりました、なぜあの時は・・・、失敗した思いです」ということで、私自身が少し感慨深く感じたことがありました。
高校の先生のご努力を無にする大学入試のあり方を私自身も考えてみよう、ということもが今回のモチベーションと成っています。
必要不可欠な試験問題に明け暮れる生徒さんには、また、それらの生徒さんを見守る先生方には、それで、息抜き「演習:実際に役立つこと・楽しいこと・皆で一緒に話し合えること」も必要かもしれないと思っている次第です。
「基本」の理解です。その導入法の事例になればと思っています。
「時には気ままに生物演習、疲れた時の生物演習、一息ついて生物演習:でも、考え方の基本は必要・大切だよ」でした。皆で楽しく話せればいいかな、と思った次第です。
それで、学習マトリックスという枠組みを用いている次第です。必要と思った次第です。
Set-Top Page(各Setの概要解説)は以上で終わり
:実践講義資料集(下記)に移動し講義概要の把握に努めてください。
(下線付き文字列をクリックでそのスライド集へ移動) |
話題集1へ |
話題集2へ |
話題集3へ |
序文、
1.アンケート、
2.階層性、
3.管状構造
:体の中身の描き方
4.動物生理の基本
:2系6要素 |
5.ネコの前に魚
6.学習Matrix
7.描いた線は何?
8.細胞くんの描き方
9.細胞生理の基本 |
10.協議12問
(クイズ)
付録.
培養細胞学・その他、
個体生物学
:要素の配置とその繋がり |
〔生物学演習へ移動〕
Set-Topへ、Set1、Set2へ、Set3へ、Set4へ、Set5へ、Set6へ |
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<1-3>
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.1 中 Fig.2 右 Fig.3)
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<4-7>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.4 中 Fig.5 右 Fig.6 )
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<7-9>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.7 中 Fig.8 右 Fig.9 )
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<10-12>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.10 中 Fig.11 右 Fig.12)
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<13-15>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.13 中 Fig.14 右 Fig.15 )
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<16-18>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.16 中 Fig.17 右 Fig.18 )
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<19-21>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.19 中 Fig.20 右 Fig.21)
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<22-24>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.22 中 Fig.23 右 Fig.24 )
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<25-27>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.25 中 Fig.26 右 Fig.27)
<先頭行へ移動>
<28-30>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.28 中 Fig.29 右 Fig.30 )
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<31-33>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.31 中 Fig.32 右 Fig.33 )
<先頭行へ移動>
<34-36>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.34 中 Fig.35 右 Fig.36 )
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<37-39>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.37 中 Fig.38 右 Fig.39 )
<先頭行へ移動>
<40-42>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.40 中 Fig.41 右 Fig.42 )
<先頭行へ移動>
<43-45>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.43 中 Fig.44 右 Fig.45 )
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<46-48>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.46 中 Fig.47 右 Fig.48)
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<49-51>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.49 中 Fig.50 右 Fig.51)
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<52-54>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.52 中 Fig.53 右 Fig.54)
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<55-57>
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(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.55 中 Fig.56 右 Fig.57)
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<58-60>
*
(画像クリックで拡大表示: 左 Fig.58 中 Fig.59 右 Fig.60)
<先頭行へ移動>
<***>
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