STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 2020 유전공학 기초 – DNA클로닝, 전기영동 아주대학교 과학영재교육원 2020년 STEM+I 생각교실 운영 사업 교육 프로그램 프로그램 개요 기관 명 프로그램 이름 아주대학교 과학영재교육원 유전공학 기초 – DNA클로닝, 전기영동 주요 과목 생명과학Ⅱ 관련 과목 생명과학Ⅰ STEM 요소 S, E 관련 단원 유전자의 발현과 조절 관련 유전 단원 지역 차시 4 개발자 주요 수업 개요 유전공학의 근간을 이루는 DNA 클로닝의 의미를 알고, 제한효소지 도(map)를 그려본다. 실험으로는 세균 플라스미드 DNA를 제한효소 반응으로 분리하고, 전기영동을 통해 DNA 확인하여 본다. 1. 수업 사전 협의회 → 2. 전문가 수업실시(A반) → 3. 교사 수업실 시(B, C반) → 4. 간담회(전문가+교사+코디네이터 참석) → (2~4 차 시별로 반복) → 최종 간담회(전문가+교사+코디네이터 참석) 수업 사전 협의회 프로그램 운영 방법 (절차) 전문가 교사 수업 수업 실시 실시 (B, C반) 간담회 수업 내용 및 방법 최종 간담회 조정 (A반) ※ 각 수업에는 교사 및 코디네이터가 참관하고, 매 수업이 끝날 때 마다 간담회 진행하였음. ◎ 유전 공학 기초(1차시) 교수·학습 지도안 수업일시 단원명 생명공학 기술과 인간생활 수업주제 수업대상 수업교사 수업장소 수업차시 유전 공학 학습목표 수업형태 1/4 강의, 실습 모의 실험을 통해 DNA 클로닝의 의미와 목적을 알아본다 수업단계 수업자료 및 교수·학습 활동 유의점 ▶ 수업 목표 확인 - 이번 수업을 통해서 탐구해야 할 최종적인 목표를 인식한다. 배움열기 (5분) ▶ 동기유발 - 프로젝트 수업의 - 유전공학 기술의 기초인 유전자 클로닝이 어떻게 진행되는지 전체적인 목표에 알아본다. 대해 설명한다. ▶ 학습 목표 제시 - 이번 시간에 학습해야 할 목표를 제시한다. - 먼저 ppt 자료를 이용하여 강의한 ▶ 학습활동 1: 유전공학의 목적을 학습한다. 유전공학의 근간 을 이루는 DNA 클로닝의 의미를 학습한다. 이를 위해 기초가 되는 DNA, 유전자 발현을 학습한다. 다. - 활동지의 간단한 재료와 통해 배움활동 조작을 제한효소 작용을 이해시킨 (40분) 다. 학생 스스로 ▶ 학습활동 2: 제한효소의 작용을 학습한다. 제한효소를 이용 추론하여 가상의 한 DNA 클로닝 과정을 간단한 모의 실험으로 간접적으로 체험 재조합 한다. 만들 수 있는지 관찰한다. 배움정리 (5분) DNA를 ▶ 모의 실험 내용 확인 및 후속 차시 소개 - 학생들의 결과를 확인하고 다음 차시의 내용을 소개한다. •9• - ◎ 유전 공학 기초(2차시) (기하)교수·학습 지도안 수업일시 단원명 수업주제 생명공학 기술과 인간생활 수업대상 수업교사 수업장소 수업차시 유전 공학 학습목표 수업형태 2/4 강의, 실습 플라스미드 DNA 분리의 원리를 학습하고 분리해본다. 수업단계 교수·학습 활동 수업자료 및 유의점 ▶ 수업 목표 확인 - 이번 수업을 통해서 탐구해야 할 최종적인 목표를 인식한다. 배움열기 (5분) ▶ 동기유발 - 플라스미드를 세균으로부터 직접 분리하는 과정을 체험한다. - ▶ 학습 목표 제시 - 이번 시간에 학습해야 할 목표를 제시한다. ▶ 학습활동 1: 플라스미드의 종류와 의미를 파악한다. 플라스미드 DNA를 분리하기 위해 필요한 것들을 생각해본다. 컬럼을 이용한 물질 분리의 원리에 대해 학습한다. - 먼저 ppt자료를 이용한 강의한다. - 이후 실험 시 학 생들의 집중력이 흐트러지지 배움활동 않도 록 주의시킨다. (40분) - 전체 과정을 먼저 파악하도록 한 후 ▶ 학습활동 2: 세균 세포로부터 플라스미드 DNA를 분리한다. 이 실험에 임하게 한 과정에서 다양한 실험 도구와 원리를 접해본다. 배움정리 (5분) ▶ 학습 내용 복습 및 후속 차시 소개 - 실험도구를 정리하고 다음 시간에 할 실험 내용을 소개한다. • 29 • 다. - ◎ 유전 공학 기초(3차시) (기하)교수·학습 지도안 수업일시 단원명 생명공학 기술과 인간생활 수업대상 수업교사 수업장소 수업차시 수업주제 유전 공학 학습목표 제한효소 반응을 익히고 전기영동을 통한 DNA 분리를 이해한다. 수업단계 수업형태 3/4 강의, 실습 교수·학습 활동 수업자료 및 유의점 ▶ 수업 목표 확인 - 이번 수업을 통해서 탐구해야 할 최종적인 목표를 인식한다. 배움열기 (5분) ▶ 동기유발 - 제한효소의 중요성과 이용에 대해 탐구한다. 분리한 DNA와 제 - 한효소로 절단된 DNA를 확인하는 방법을 알아본다. ▶ 학습 목표 제시 - 이번 시간에 학습해야 할 목표를 제시한다. ▶ 학습활동 1: 제한효소에 대해 학습한다. 분리한 DNA에 제한효 소를 처리한다. 마이크로 피펫으로 미세한 양의 샘플을 다루는 법 을 학습한다. - 실험에서는 도구를 정확히 사 용하도록 지도한 다. 배움활동 - 제한효소 반응 시 (40분) 마이크로피펫 ▶ 학습활동 2: 아가로즈 젤을 이용한 DNA 분리법에 대해 학습한 을 다. DNA 전기영동을 위한 아가로즈 젤을 제조한다. 전기영동으로 본다. ▶ 학습 내용 복습 및 후속 차시 소개 (5분) • 41 • - 팁 중복사용하지 않도록 한다. DNA 분리 시에 분리 속도에 미치는 요인들의 영향에 대해 추론해 배움정리 실험 ◎ 유전 공학 기초(4차시) (기하)교수·학습 지도안 수업일시 단원명 생명공학 기술과 인간생활 수업주제 학습목표 유전 공학 수업대상 수업교사 수업장소 수업차시 수업형태 4/4 실습 전기영동 결과를 확인하고, 제한효소지도(map) 그리기를 통해 사고력을 기른다. 수업단계 교수·학습 활동 수업자료 및 유의점 ▶ 수업 목표 확인 - 이번 수업을 통해서 탐구해야 할 최종적인 목표를 인식한다. 배움열기 (5분) ▶ 동기유발 - DNA를 눈으로 확인한다. DNA 클로닝 과정에서 탐구 추론 능 - 력이 어떻게 발휘되는지 체험하도록 한다. ▶ 학습 목표 제시 - 이번 시간에 학습해야 할 목표를 제시한다. ▶ 학습활동 1: 아가로즈 젤 상에 DNA를 주입한다. 아가로즈 젤 상에서 분리된 DNA를 확인하는 법을 익힌다. DNA 분리 속도에 영향을 미치는 요인에 대해 생각해본다. - 전기영동 키트 - 젤을 만지거나 도 배움활동 구 사용 시 조심 (40분) 스럽게 한다. ▶ 학습활동 2: 제한효소지도를 이용한 추론 문제를 풀어본다. 이 를 통해 클로닝 과정에서 제한효소의 중요성을 학습하고 사고력을 배양한다. 배움정리 (5분) ▶ 학습 내용 복습 및 재료와 도구 정리 • 53 • -